[發(fā)明專利]用于檢測及分析分子的集成裝置

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• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN114674788A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬納森·M·羅斯伯格;阿里·卡比里;杰勒德·施密德;基斯·G·法夫;J·比奇;杰森·W·希克勒;羅倫斯·C·威斯特;保羅·E·格倫;K·普勒斯頓;法席德·加塞米;本杰明·西普里亞尼;杰瑞米·拉基
• 申請（專利權(quán)）人: 寬騰矽公司
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G01N21/25;C12Q1/6851
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 石海霞

1.一種集成裝置，其包括：

基板；

表面，其具有自所述表面的部分凹入的溝槽區(qū)域；

樣本井陣列，其設(shè)置于所述溝槽區(qū)域中，其中，所述樣本井陣列的樣本井被配置為接收樣本；

波導(dǎo)，其被配置為使激發(fā)能耦合至所述陣列中的至少一個樣本井，且被定位成距所述溝槽區(qū)域的表面第一距離且距與所述溝槽區(qū)域分離的區(qū)域中的該表面第二距離，其中，所述第一距離小于所述第二距離；以及

金屬層，其被配置為支持多個電信號，其中，所述金屬層被定位在比所述波導(dǎo)更遠離所述基板的距離處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成裝置，其中，所述第一距離在150納米與600納米之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成裝置，其中，所述第二距離在250納米與2000納米之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成裝置，其中，所述樣本井在距所述波導(dǎo)小于300納米的距離處具有表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成裝置，其中，所述集成裝置還包括：至少一個光柵耦合器，其被配置為接收來自與所述集成裝置分離的激發(fā)源的激發(fā)能，且導(dǎo)引激發(fā)能至所述波導(dǎo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成裝置，其中，所述集成裝置還包括：反射器，其被配置為反射激發(fā)能朝向所述至少一個光柵耦合器。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成裝置，其中，所述集成裝置還包括：分裂器結(jié)構(gòu)，其被配置為接收來自所述至少一個光柵耦合器的激發(fā)能，且導(dǎo)引激發(fā)能至多個波導(dǎo)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成裝置，其中該，所述分裂器結(jié)構(gòu)包含至少一個多模式干擾分裂器。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成裝置，其中，所述分裂器結(jié)構(gòu)包含星形耦合器。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成裝置，其中，所述分裂器結(jié)構(gòu)包含切片光柵耦合器。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成裝置，其中，所述波導(dǎo)在與沿所述波導(dǎo)的光傳播方向垂直的方向上具有漸縮尺寸，使得所述尺寸在接近所述光柵耦合器的位置處大于在遠端位置處。

12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成裝置，其中，所述樣本井包含形成于所述樣本井的側(cè)壁的至少一部分上的側(cè)壁間隔件。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成裝置，其中，所述樣本井的接近所述波導(dǎo)的表面被配置為以不同于所述側(cè)壁間隔件的方式來與所述樣本相互作用。

14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成裝置，其中，所述集成裝置還包括形成于所述溝槽區(qū)域的底部表面上的金屬堆疊，使得所述金屬堆疊具有開口，所述開口與所述陣列的樣本井的孔重疊。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成裝置，其中，所述金屬堆疊包含鋁層及氮化鈦層，且所述鋁層接近所述波導(dǎo)。

16.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成裝置，其中，所述波導(dǎo)包含氮化硅。

17.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成裝置，所述集成裝置還包括：感測器，其被配置為接收由定位于所述樣本井中的所述樣本發(fā)射的發(fā)射能。

18.一種形成集成裝置的方法，包括：

在基板上形成波導(dǎo)；

在所述波導(dǎo)上形成頂部覆層；

在所述頂部覆層中形成溝槽區(qū)域；

在所述頂部覆層的表面上形成金屬層；以及

在所述溝槽區(qū)域的接近所述波導(dǎo)的底部表面處形成至少一個樣本井。