[發明專利]生物傳感器裝置、半導體生物傳感器器件及其操作方法

在審

• 申請號: 202110129498.1
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN113273962A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 黃毓杰;黃睿政;張華倫
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/01;A61B5/145
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發明的實施例公開了一種生物傳感器裝置、半導體生物傳感器器件及其操作方法。生物傳感器裝置包括生物傳感器器件和被配置為附接到生物傳感器器件的蓋。該生物傳感器裝置包括布置在用戶皮膚上方的表面部分和注入用戶皮膚中的可植入部分。可植入部分包括彎曲檢測器和傳感電路。感測電路包括生物標記傳感器陣列、控制生物標記傳感器陣列、溫度傳感器和/或生物污垢檢測器中的一個或多個。

技術領域

本發明的實施例涉及生物傳感器裝置、半導體生物傳感器器件及其操作方法。

背景技術

生物傳感器基于電子、電化學、光學和機械檢測原理進行操作以感測和檢測生物分子。包括晶體管的生物傳感器是電感應生物實體或生物分子的電荷、光子和機械特性的傳感器。可以通過檢測生物實體或生物分子本身，或通過特定反應物與生物實體/生物分子之間的相互作用和反應來執行檢測。這樣的生物傳感器可以使用能夠快速地轉換電信號并且能夠容易地應用于集成電路(IC)和微機電系統(MEMS)的半導體工藝來制造。

發明內容

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種半導體生物傳感器器件，包括：表面部分，包括處理電路的；以及可植入部分，用于注入用戶的皮膚，可植入部分包括：彎曲檢測器；和感測區域，感測區域包括：生物標記傳感器陣列，包括可操作為檢測生物標記的多個生物標記傳感器；控制生物標記傳感器陣列，包括多個生物標記不敏感傳感器；生物污垢檢測器；和溫度傳感器。其中，感測區域和彎曲檢測器可操作地連接到處理電路。

根據本發明實施例的另一個方面，提供了一種生物傳感器裝置，包括：半導體生物傳感器器件，包括：表面部分，包括處理電路和第一接觸焊盤；和可植入部分，用于植入用戶的皮膚，可植入部分包括：彎曲檢測器；和感測區域，包括：多個生物標記傳感器陣列，每個生物標記傳感器陣列包括可操作為檢測生物標記的多個生物標記傳感器。控制生物標記傳感器陣列，包括多個生物標記不敏感傳感器；生物污垢檢測器；和溫度傳感器，其中，感測區域和彎曲檢測器可操作地連接到處理電路；以及蓋，可操作為附接到半導體生物傳感器器件，蓋包括：第二接觸焊盤，電連接到第一接觸焊盤；和天線。

根據本發明實施例的又一個方面，提供了一種操作半導體生物傳感器器件的方法，方法包括：從彎曲檢測器接收第一信號；確定彎曲檢測器的電阻變化，電阻變化表示彎曲檢測器中的彎曲量；基于電阻變化，確定用于第一校準操作的第一校準值；從生物標記敏感傳感器接收第二信號；從生物標記不敏感傳感器接收第三信號；基于第二信號和第三信號，確定用于第二校準操作的pH校準值；從生物污垢檢測器接收第四信號；基于第四信號，確定生物污垢檢測器的阻抗變化；以及基于阻抗變化，確定用于第三校準操作的第二校準值。

附圖說明

通過以下詳細描述并結合附圖將容易理解本公開，其中，相同的附圖標記表示相同的結構元件，其中：

圖1示出了根據一些實施例的第一生物傳感器系統；

圖2描繪了根據一些實施例的第二生物傳感器系統；

圖3示出了根據一些實施例的沿圖2中的線A-A截取的生物傳感器裝置的截面圖；

圖4描繪了根據一些實施例的第一示例生物傳感器器件；

圖5示出了根據一些實施例的圖4中所示的生物傳感器器件的示例實施方式；

圖6描繪了根據一些實施例的生物傳感器器件的感測電路和處理電路的第一示例框圖；

圖7示出了根據一些實施例的生物傳感器器件的感測電路和處理電路的第二框圖；

圖8描繪了根據一些實施例的圖4中所示的生物傳感器器件可操作地耦合到印刷電路板；

圖9示出了圖8所示的第二印刷電路板的俯視圖；

圖10描繪了根據一些實施例的沿線A-A截取的圖2中所示的生物傳感器裝置的截面圖；