(57)【要約】  フローセルおよびそれに対応する方法が提供される。フローセルは上面および背面を有するサポートフレーム、上面から延在する少なくとも一つのキャビティを含んでもよい。フローセルは少なくとも一つのキャビティ内に配置された活性領域を有する少なくとも一つの光検出デバイスを含んでもよい。フローセルはサポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周との間における少なくとも一つのキャビティ内に配置されたサポート部材を含んでもよく、サポート部材はサポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周とを結合している。フローセルは少なくとも一つの光検出デバイスの外周について、少なくとも一つの光検出デバイス上に延在し、サポートフレームに結合された蓋を含んでもよい。蓋と少なくとも一つの光検出デバイスの少なくとも上面とが、その間に流路を形成する。
2021535735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローセルであって以下：
上面と、背面と、上面から下面に向かって延在する少なくとも一つのキャビティとを含むサポートフレーム；
少なくとも一つのキャビティ内に配置された、活性領域と上面とを含む、少なくとも一つの光検出デバイス；
サポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周との間における少なくとも一つのキャビティ内に配置されたサポート部材であって、サポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスとを結合している、サポート部材；および
少なくとも一つの光検出デバイスの外周について、少なくとも一つの光検出デバイス上に延在し、サポートフレームの上面に結合された蓋
を含み、
蓋と少なくとも一つの光検出デバイスの少なくとも上面とが、その間に流路を形成する、フローセル。
【請求項２】
サポートフレームがさらに、上面から下面に延在する少なくとも一つの導電性ビアを含む、請求項１に記載のフローセル。
【請求項３】
少なくとも一つの光検出デバイスが、ベースウェハ部分と、複数の光センサと、光センサに電気的に結合され光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するためのデバイス回路と、複数の光センサに関連付けられた複数のライトガイドとを含む、少なくとも一つの固体光検出デバイスを含む、請求項２に記載のフローセル。
【請求項４】
少なくとも一つの固体光検出デバイスのデバイス回路が、サポートフレームの上面で少なくとも一つの導電性ビアに電気的に結合されている、請求項３に記載のフローセル。
【請求項５】
蓋がサポートフレームの上面に間接的に結合されている、請求項１に記載のフローセル。
【請求項６】
少なくとも一つのキャビティが、複数の光検出デバイスが配置されたキャビティを含む、請求項１に記載のフローセル。
【請求項７】
複数の光検出デバイスが、互いに間隔をあけて配置された別個の光検出デバイスを含み、サポート部材がさらに、隣接する光検出デバイスの間に延在する、請求項６に記載のフローセル。
【請求項８】
複数の光検出デバイスが、少なくとも二つの一体型光検出デバイスを含み、サポート部材が、サポートフレームと少なくとも二つの一体型光検出デバイスの外周との間に延在する、請求項６に記載のフローセル。
【請求項９】
少なくとも一つの光検出デバイスが複数の光検出デバイスを含む、請求項１に記載のフローセル。
【請求項１０】
少なくとも一つのキャビティが複数のキャビティを含み、複数の光検出デバイスのうちの各光検出デバイスが、サポートフレームの異なるキャビティ内に配置されている、請求項９に記載のフローセル。
【請求項１１】
少なくとも一つの光検出デバイスが、ベースウェハ部分と、複数の光センサと、光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するための光センサに電気的に結合されたデバイス回路と、複数の光センサに関連付けられた複数のライトガイドとを含む、少なくとも一つの固体光検出デバイスを含む、請求項１に記載のフローセル。
【請求項１２】
少なくとも一つのキャビティが、上側から下側へとサポートフレームを通って延在し、デバイス回路がベースウェハ部分を通って延在するビアを含み、かつ、フローセルが少なくとも部分的にサポートフレームの裏面に沿って配置され、ビアに電気的に結合された電気接点をさらに含み、請求項１１に記載のフローセル。
【請求項１３】
少なくとも一つの光検出デバイスがその上面を形成する複数のライトガイドの上に配置された反応構造をさらに含み、反応構造が、活性領域内に配置された複数のナノウェルを含む、請求項１１に記載のフローセル。
【請求項１４】
少なくとも一つのキャビティが、上側から下側へとサポートフレームを通って部分的にのみ延在している、請求項１に記載のフローセル。
【請求項１５】
少なくとも一つの光検出デバイスが、少なくとも一つの相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）光センサを含む、請求項１に記載のフローセル。
【請求項１６】
流路が、少なくとも一つの光検出デバイスの活性領域の全体にわたって延在している、請求項１に記載のフローセル。
【請求項１７】
サポートフレームの上面と基板の平面的なサポート面とを取り付けること（ここで、サポートフレームは、基板の上面から下面に延在する少なくとも一つのキャビティを含む）；
上面が基板の平面的なサポート面上に配置され、キャビティの端部がサポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周との間に延在するように、少なくとも一つのキャビティ内に少なくとも一つの光検出デバイスを配置すること（ここで、少なくとも一つの光検出デバイスは活性領域と上面とを含む）；
サポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスとを結合するためのサポート材料でキャビティの端部を充填すること；及び
サポートフレームと基板とを分離すること；および
少なくとも一つの光検出デバイスの外周についてサポートフレームの上面に蓋を取り付けてフローセルを形成すること（ここで、蓋は少なくとも一つの光検出デバイス上に延在し、蓋と少なくとも一つの光検出デバイスの少なくとも上面との間に流路を形成する）
を含む方法。
【請求項１８】
少なくとも一つの光検出デバイスが、裏面を形成するベースウェハ部分と、複数の光センサと、光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するように結合された光センサに電気的に結合されたデバイス回路と、複数の光センサに関連付けられた複数のライトガイドとを含む少なくとも一つの固体光検出デバイスを含み、サポートフレームは上面から下面に延在する少なくとも一つの電気的に導電性のビアをさらに含み、少なくとも一つの固体光検出デバイスのデバイス回路を、サポートフレームの上面の少なくとも一つの電気的に導電性のビアに電気的に結合することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも一つの光検出デバイスが、裏面を形成するベースウェハ部分と、複数の光センサと、光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するように結合された光センサに電気的に結合されたデバイス回路と、複数の光センサと関連付けられた複数のライトガイドとを含む少なくとも一つの固体光検出デバイスを含み、デバイス回路は、ベースウェハ部分を通ってベースウェハ部分の裏面に延在するビアを含み、ベースウェハ部分の裏面のビアにサポートフレームの裏面に沿って少なくとも部分的に配置された電気的に結合する接点をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
蓋を取り付ける前に、少なくとも一つの光検出デバイス上に反応構造を形成することをさらに含み、反応構造は、少なくとも一つの光検出デバイスの上面を形成し、活性領域内に配置された複数のナノウェルを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
サポートフレームと基板を分離することが、サポートフレームの上面と少なくとも一つの光検出デバイスの上部との間において下方に延在するサポート材料の凹んだ上面を露出し、反応構造がサポート材料の凹んだ上面とサポートフレームの上面との間に延在し、反応構造が複数のナノウェルが延在する平面的な上面を形成する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも一つの光検出デバイスを得ることをさらに含み、ここで、少なくとも一つの光検出デバイスを得ることは、複数の一体型ＣＭＯＳ光センサから少なくとも一つの相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）光センサをダイシングすることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
流路が、少なくとも一つの光検出デバイスの活性領域の全体にわたって延在している、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
サポートフレームの少なくとも一つのキャビティの下部に第一サポート材料を堆積させること（ここで、少なくとも一つのキャビティは、上側から下側へとサポートフレームを通って部分的にのみ延在している）；
少なくとも一つのキャビティの端部がサポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周との間に延在するように、少なくとも一つの光検出デバイスを少なくとも一つのキャビティ内かつ堆積された第一サポート材料の上にに配置すること（ここで、少なくとも一つの光検出デバイスは、活性領域と上面とを含む）
キャビティの端部を第二サポート材料で充填すること；および
少なくとも一つの光検出デバイスの外周についてサポートフレームの上面に蓋を取り付けてフローセルを形成すること（ここで、蓋は少なくとも一つの光検出デバイス上に延在し、蓋と少なくとも一つの光検出デバイスの少なくとも上面との間に流路を形成する）
を含む方法。
【請求項２５】
流路が、少なくとも一つの光検出デバイスの活性領域の全体にわたって延在している、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願と相互参照 
本特許出願は、2018年9月14日に出願されたFlow Cells and Methods Related to Sameと題されている米国仮特許出願第62/731,785号の優先権を主張し、前記出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
生物学的または化学的研究における様々なプロトコルは、局所的なサポート体表面上で、または予め画定された反応チャンバー内で、多数の制御された反応を実行することを含む。指定された反応は、その後、観察または検出され、その後の分析は、反応に関与する物質の特性を同定または明らかにするのに役立つかもしれない。例えば、いくつかの多重アッセイにおいて、識別可能なラベル（例えば、蛍光ラベル）を有する未知の分析物は、制御された条件下で数千の既知のプローブに曝されてもよい。各既知のプローブは、マイクロプレートの対応するウェルに沈着させてもよい。既知のプローブとウェル内の未知の分析物との間で起こる任意の化学反応を観察することは、分析物の特性を同定または明らかにするのに役立つかもしれない。このようなプロトコルの他の例は、既知のＤＮＡ配列決定プロセス、例えば、合成による配列決定（ＳＢＳ）または環状アレイ配列決定のようなものを含む。
いくつかの従来の蛍光検出プロトコルでは、蛍光標識された分析対象物に励起光を照射し、分析対象物から放出される可能性のある蛍光シグナルを検出するために光学系が使用される。しかしながら、そのような光学系は、比較的高価であり、比較的大きなベンチトップフットプリントを伴うことがある。例えば、そのような光学系は、レンズ、フィルタ、および光源の配置を含んでもよい。
【０００３】
他の提案された検出システムでは、制御された反応は、蛍光発光を検出するための大規模な光学アセンブリを伴わないフローセルの局所的なサポート面上または予め画定された反応チャンバ内で起こる。フローセルは反応からの発光を検出するために、サポート体表面／チャンバに隣接して（例えば、下に）配置された電子固体光検出器デバイスまたは撮像デバイス（例えば、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）光検出器デバイスまたは荷電結合デバイス（ＣＣＤ）光検出器デバイス）を含む。しかしながら、そのような提案された固体撮像システムは、いくつかの制限を有することがある。例えば、そのようなシステムのフローセルは単一の使用消耗品として設計されてもよい。したがって、フローセルが小型で安価なデバイスであることが有益である場合がある。比較的小さいフローセルでは、光検出デバイスのバイオセンサ活性領域をできるだけ多く利用すること、および／またはバイオセンサ活性領域をできるだけ大きく提供することが有益であるかもしれない。
【０００４】
現在のフローセルの設計の多くは、フローセルの蓋部分が活性領域に結合されているため、そのような領域を試薬溶液（例えば、蛍光標識された分子を有する溶液）にアクセスできないようにし、および／または領域が反応部位（例えば、分析物を含む）を含むことを妨げるようにして、バイオセンサ活性領域を完全に利用することを可能にしない。さらに、バイオセンサ活性領域は、多くの場合、単一のセンサによって提供され、比較的大きなバイオセンサ活性領域を有する比較的大きなセンサは、コストがかかる。多くの現在のフローセルの設計はまた、光検出デバイスへの限られた数の配線構成しか提供しない。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一態様において、フローセルが提供される。
フローセルは上面と、背面と、上面から下面に向かって延在する少なくとも一つのキャビティとを含むサポートフレームを含む。
フローセルはまた、少なくとも一つのキャビティ内に配置された、活性領域と上面とを含む、少なくとも一つの光検出デバイスを含む。
フローセルはさらに、サポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周との間における少なくとも一つのキャビティ内に配置されたサポート部材であって、サポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスとを結合している、サポート部材を含む。
フローセルはまた、少なくとも一つの光検出デバイスの外周について、少なくとも一つの光検出デバイス上に延在し、サポートフレームの上面に結合された蓋
を含む。
蓋と少なくとも一つの光検出デバイスの少なくとも上面とが、その間に流路を形成する。 
【０００６】
いくつかの例では、サポートフレームがさらに、上面から下面に延在する少なくとも一つの導電性ビアを含む。そのようないくつかの例では、少なくとも一つの光検出デバイスが、ベースウェハ部分と、複数の光センサと、光センサに電気的に結合され光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するためのデバイス回路と、複数の光センサに関連付けられた複数のライトガイドとを含む、少なくとも一つの固体光検出デバイスを含む。そのようないくつかの例では、少なくとも一つの固体光検出デバイスのデバイス回路が、サポートフレームの上面で少なくとも一つの導電性ビアに電気的に結合されている。
【０００７】
いくつかの例では、蓋は、サポートフレームの上面に間接的に結合されている。いくつかの例では、少なくとも一つのキャビティは、そこに配置された複数の光検出デバイスを有するキャビティを含む。そのようないくつかの例では、複数の光検出デバイスは、互いに間隔をあけて配置された別個の光検出デバイスを含み、サポート部材は、隣接する光検出デバイスの間にさらに延在する。そのようないくつかの他の例では、複数の光検出デバイスは、少なくとも二つの一体型の光検出デバイスを含み、サポート部材は、サポートフレームと、少なくとも二つの一体型の光検出デバイスの外周との間に延在する。
【０００８】
いくつかのそのような例では、少なくとも一つの光検出デバイスは複数の光検出デバイスを含む。そのようないくつかの例では、少なくとも一つの光検出デバイスは、複数のキャビティを含み、複数の光検出デバイスの各光検出デバイスは、サポートフレームの異なるキャビティ内に配置されている。いくつかのそのような例では、少なくとも一つの光検出デバイスは、ベースウエハ部分を含む少なくとも一つの固体光検出デバイスと、複数の光センサと、光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するために光センサに電気的に結合されたデバイス回路と、複数の光センサに関連付けられた複数のライトガイドとを含んで構成される。そのようないくつかの例では、少なくとも一つのキャビティは、上側から下側へとサポートフレームを通って延在し、デバイス回路は、ベースウェハ部分を通って延在するビアを含み、フローセルはさらに、少なくとも部分的にサポートフレームの裏面に沿って配置され、ビアに電気的に結合された電気接点を含む。そのようないくつかの他の例では、少なくとも一つの光検出デバイスは、さらに、その上面を形成する複数のライトガイドの上に配置された反応構造を含み、反応構造は、活性領域内に配置された複数のナノウェルを含む。
【０００９】
いくつかの例では、少なくとも一つのキャビティは、上側から下側に向かってサポートフレームを部分的にのみ貫通して延在している。いくつかの例では、少なくとも一つの光検出デバイスは、少なくとも一つの相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）光センサを含む。
【００１０】
いくつかの例では、流路は、少なくとも一つの光検出デバイスの活性領域の全体にわたって延在している。
【００１１】
本開示の別の態様では、方法が提供される。
方法はサポートフレームの上面と基板の平面的なサポート面とを取り付けること（ここで、サポートフレームは、基板の上面から下面に延在する少なくとも一つのキャビティを含む）を含む。
方法はさらに、上面が基板の平面的なサポート面上に配置され、キャビティの端部がサポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周との間に延在するように、少なくとも一つのキャビティ内に少なくとも一つの光検出デバイスを配置すること（ここで、少なくとも一つの光検出デバイスは活性領域と上面とを含む）を含む。
方法はまた、サポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスとを結合するためのサポート材料でキャビティの端部を充填することを含む。
方法はさらに、サポートフレームと基板とを分離することを含む。
方法はまた、少なくとも一つの光検出デバイスの外周についてサポートフレームの上面に蓋を取り付けてフローセルを形成すること（ここで、蓋は少なくとも一つの光検出デバイス上に延在し、蓋と少なくとも一つの光検出デバイスの少なくとも上面との間に流路を形成する）
を含む。
【００１２】
いくつかの例において、少なくとも一つの光検出デバイスが、裏面を形成するベースウェハ部分と、複数の光センサと、光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するように結合された光センサに電気的に結合されたデバイス回路と、複数の光センサに関連付けられた複数のライトガイドとを含む少なくとも一つの固体光検出デバイスを含み、サポートフレームは上面から下面に延在する少なくとも一つの電気的に導電性のビアをさらに含み、方法は少なくとも一つの固体光検出デバイスのデバイス回路をサポートフレームの上面の少なくとも一つの電気的に導電性のビアに電気的に結合することをさらに含む。
【００１３】
いくつかの例では、少なくとも一つの光検出デバイスが、裏面を形成するベースウェハ部分と、複数の光センサと、光センサによって検出された光子に基づいてデータ信号を送信するように結合された光センサに電気的に結合されたデバイス回路と、複数の光センサと関連付けられた複数のライトガイドとを含む少なくとも一つの固体光検出デバイスを含み、デバイス回路は、ベースウェハ部分を通ってベースウェハ部分の裏面に延在するビアを含み、方法はベースウェハ部分の裏面のビアにサポートフレームの裏面に沿って少なくとも部分的に配置された電気接点を結合することをさらに含む。
【００１４】
いくつかの例では、方法は、蓋を取り付ける前に、少なくとも一つの光検出デバイス上に反応構造を形成することをさら含み、反応構造は少なくとも一つの光検出デバイスの上面を形成し、活性領域内に配置された複数のナノウェルを含む。そのようないくつかの例では、サポートフレームと基板とを分離することにより、サポートフレームの上面と少なくとも一つの光検出デバイスの上面との間における下方に延在するサポート材料の凹んだ上面が露出し、反応構造は、サポート材料の凹んだ上面とサポートフレームの上面との間に延在し、反応構造は、複数のナノウェルが延在する平面的な上面を形成し、反応構造は複数のナノウェル延在する平面的な上面を形成する。
【００１５】
いくつかの例では、方法はさらに、少なくとも一つの光検出デバイスを得ることを含み、少なくとも一つの光検出デバイスを得ることは、複数の統合型ＣＭＯＳ光センサから少なくとも一つの相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）光センサをダイシングすることを含む。
【００１６】
いくつかの例では、流路は、少なくとも一つの光検出デバイスの活性領域の全体にわたって延在している。
【００１７】
本開示の別の態様では、別の方法が提供される。
方法は、サポートフレームの少なくとも一つのキャビティの下部に第一サポート材料を堆積させること（ここで、少なくとも一つのキャビティは、上側から下側へとサポートフレームを通って部分的にのみ延在している）を含む。
方法はさらに少なくとも一つのキャビティの端部がサポートフレームと少なくとも一つの光検出デバイスの外周との間に延在するように、少なくとも一つの光検出デバイスを少なくとも一つのキャビティ内かつ堆積された第一サポート材料の上にに配置すること（ここで、少なくとも一つの光検出デバイスは、活性領域と上面とを含む）を含む。
方法はまたキャビティの端部を第二サポート材料で充填することを含む。
方法はさらに少なくとも一つの光検出デバイスの外周についてサポートフレームの上面に蓋を取り付けてフローセルを形成すること（ここで、蓋は少なくとも一つの光検出デバイス上に延在し、蓋と少なくとも一つの光検出デバイスの少なくとも上面との間に流路を形成する）を含む。
【００１８】
いくつかの例では、流路は、少なくとも一つの光検出デバイスの活性領域の全体にわたって延在している。
【００１９】
前記の態様および以下でより詳細に議論される追加の概念のすべての組み合わせが、（そのような概念が相互に矛盾していないことを条件として）本発明の主題の一部であり、本明細書に開示された利点を達成するために企図されていることが理解されるべきである。 
【００２０】
本開示の、これらおよび他の目的、特徴および利点は、添付の図面と関連して取られた本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。 
【００２１】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むと、よりよく理解されるであろう。添付の図面は必ずしも縮尺で描かれているわけではなく、図面全体を通して同様の参照数字が同様の態様を表している。
【００２２】
図１は、一例として、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、光検出デバイスの断面を示す。
【００２３】
図２は、一例として、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、別の光検出デバイスの断面を示す。
【００２４】
図３は、一実施例において、本開示の一つ以上の態様にしたがって、フローセルを形成するためのサポートフレームと基板とを含むサポート構造を示す。
【００２５】
図４は、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、光検出デバイスを図３のサポート構造のキャビティ内に配置することを示す。
【００２６】
図５は、一例として、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、図３のサポート構造のキャビティ内に配置された光検出デバイスの断面を示す。
【００２７】
図６は、一実施例では、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、別のサポート構造体のキャビティ内に配置された光検出デバイスの断面を示す。
【００２８】
図７は、一実施例では、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、別のサポート構造体のキャビティ内に配置された光検出デバイスの断面を示す。
【００２９】
図８は、一実施例では、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、別のサポート構造体のキャビティ内に配置された光検出デバイスの断面を示す。
【００３０】
図９は、一実施例において、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、図４のサポート構造のキャビティ内に配置された光検出デバイスの周辺部について延在するキャビティを充填材料で充填することを示す。
【００３１】
図１０は、一実施例において、本開示の一つ以上の態様にしたがって、図４のサポート構造体のサポートフレームからの基板の取り外しを示す。
【００３２】
図１１Ａは、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、基板が除去された状態で図４のサポートフレームの複数のキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスの断面を示す。
【００３３】
図１１Ｂは、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、図１１Ａのキャビティサポートフレーム内に結合された複数の光検出デバイスの上面図を示す。
【００３４】
図１２Ａは、一実施例において、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、基板が除去された状態でサポートフレームのキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスの断面を示す。
【００３５】
図１２Ｂは、一実施例において、本開示の一つ以上の態様にしたがって、図１２Ａのサポートフレームのキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスの上面図を示す。
【００３６】
図１３Ａは、一実施例において、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、基板が除去されたサポートフレームの別のキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスの断面を示す。
【００３７】
図１３Ｂは、一実施例において、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、図１３Ａのサポートフレームのキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスの上面図を示す。
【００３８】
図１４は、一実施例において、本開示の一つ以上の態様にしたがって、別のサポートフレームのキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスの断面を示す。
【００３９】
図１５Ａは、一例として、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、サポートフレームのキャビティ内の光検出デバイスおよび充填材の断面を示す。
【００４０】
図１５Ｂは、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、光検出デバイスと、その上に配置された反応構造を有する図１５Ａのサポートフレームのキャビティ内の充填材料との断面を示す。
【００４１】
図１６Ａは、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、サポートフレームの複数のキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスを含む中間フローセルデバイスの断面を示す。
【００４２】
図１６Ｂ〜１６Ｄは、一実施例において、図１６Ａの中間フローセルデバイス上の裏面接点の形成を図示している。
【００４３】
図１７Ａは、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、サポートフレームの複数のキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスを含む別の中間フローセルデバイスの断面を示す。
【００４４】
図１７Ｂおよび１７Ｃは、一実施例では、図１７Ａの中間フローセルデバイス上の裏面接点の形成を図示している。
【００４５】
図１８Ａは、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、サポートフレームの複数のキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスを含む別の中間フローセルデバイスの断面を示す。
【００４６】
図１８Ｂおよび１８Ｃは、一実施例では、図１８Ａの中間フローセルデバイス上の裏面接点の形成を図示している。
【００４７】
図１９Ａは、一実施例では、本開示の一つ以上の態様にしたがって、サポートフレームの複数のキャビティ内に結合された複数の光検出デバイスを含む別の中間フローセルデバイスの断面を示す。
【００４８】
図１９Ｂおよび１９Ｃは、一実施例において、図１９Ａの中間フローセルデバイス上の裏面接点の形成を図示している。
【００４９】
図２０は、一実施例において、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、図１９Ｃの中間フローセルデバイスを介して形成された複数のフローセルを示す。
【００５０】
図２１は、一例として、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、図２０のフローセルの光検出デバイスの流路および活性領域を示す。
【００５１】
図２２は、一実施例において、本開示の一つまたは複数の態様にしたがって、図２０のフローセルの複数のフローセルから形成されてもよい、複数の異なるフローセルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本開示の態様および特定の例、特徴、利点、およびその詳細は、添付の図面に例示された非限定的な例を参照して、以下にさらに十分に説明される。関連する詳細を不必要に不明瞭にしないように、周知の材料、製造ツール、加工技術などの説明は省略されている。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本開示の態様を示す一方で、例示の方法でのみ与えられており、限定の方法ではないことが理解されるべきである。基礎となる本発明の概念の精神および／または範囲内での様々な置換、修正、追加、および／または配置は、本開示から当業者に明らかであろう。
【００５３】
開示全体を通して本明細書で使用されるような近似語は、それが関連する基本的な機能の変化をもたらすことなく許容的に変化し得る任意の量的表現を修正するために適用され得る。したがって、「約」または「実質的に」などの用語または用語によって修正された値は、指定された正確な値に限定されない。いくつかの実施形態では、近似語は、値を測定するための計器の精度に対応することができる。これらの用語は、例えば±５％以下、例えば±２％以下、例えば±１％以下、例えば±０．５％以下、例えば±０．２％以下、例えば±０．１％以下、例えば±０．０５％以下等を指すことができる。場合によっては、近似語は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。
【００５４】
本明細書で使用される用語は、特定の例を説明することのみを目的としたものであり、限定することを意図したものではない。本明細書で使用されるように、単数形「a(１つの)」、「an（１つの）」および「the（その）」は、文脈が明確にそうでないことを示さない限り、複数形も含むことが意図される。さらに、「一つの例」への言及は、引用された特徴をも包含する追加の例の存在を排除すると解釈されることを意図していない。さらに、明示的に反対に述べない限り、「comprising（含む）」（および「comprise」の任意の形、例えば「comprises」および「comprising」）、「have（有する）」（および「have」の任意の形、例えば「has」および「having」）、「include（含む）」（および「include」の任意の形、例えば「includes」および「including」）及び「contain（含む）」（および「contain」の任意の形、例えば「contains」および「containing」）という用語は、オープンエンドの連結動詞として使用される。その結果、「comprises」、「has」、「includes」、または「contains」のいずれかの例は、一つ以上のステップまたは要素を有するが、そのような一つ以上のステップまたは要素のみを有することに限定されるものではない。本明細書で使用されるように、「may」および「may be」という用語は、一連の状況内での発生の可能性、特定の性質、特性、または機能の所有、および／または修飾された動詞に関連する能力、能力、または可能性のうちの一つ以上を表現することによって他の動詞を修飾することを示している。したがって、「may」および「may be」の用法は、修正された用語が、示された能力、機能、または用法に対して、明らかに適切である、可能である、または適切であることを示しているが、ある状況では、修正された用語が適切である、可能である、または適切でない場合があることを考慮に入れている。例えば、ある状況では、ある事象や能力が期待でき、別の状況では、その事象や能力が発生しないことがある- この区別は、「may」および「may be」という用語によって捉えられる。
【００５５】
本明細書で使用されるように、また別段の記載がない限り、用語「全体」（および「全体」の任意の他の形態）は、少なくとも９５％または少なくとも９９％のような、少なくとも実質的な部分を意味する。本明細書で使用されるように、用語「全体」（および「全体」の任意の他の形態）は、それにより、他に示されない限り、１００％に限定されない。本明細書で使用されるように、用語「層」は、別段の記載がない限り、単一の連続した材料本体に限定されない。「層」は、同じ材料または異なる材料であってもよく、および／またはコーティング、接着剤などを含んでもよい複数のサブ層を含んでもよい。さらに、本明細書に開示された特徴を提供するために、本明細書に開示されたフローセルの一つ以上の層（またはサブ層）は、改変されてもよい（例えば、エッチングされてもよい、材料で堆積されてもよい、など）。
【００５６】
本明細書に記載されたフローセルは学術的または商業的分析のための様々な生物学的または化学的プロセスおよびシステムにおいて使用されてもよい。より具体的には、本明細書に記載されたフローセルは指定された反応を示す事象、特性、品質、または特性を検出することが望まれる様々なプロセスおよびシステムにおいて使用されてもよい。例えば、本明細書に記載されたフローセルは光検出デバイス、バイオセンサー、およびそれらの構成要素、ならびにバイオセンサーを用いて動作するバイオアッセイシステムを含むか、またはそれらと統合されてもよい。
【００５７】
フローセルは個別にまたは集合的に検出され得る複数の指定反応を促進するように構成されていてもよい。フローセルは複数の指定された反応が並行して起こる多数のサイクルを実行するように構成されていてもよい。例えば、フローセルは酵素操作と光または画像検出／取得の反復サイクルを経て、ＤＮＡ特徴の密な配列を配列するために使用されてもよい。このように、フローセルは反応溶液中の試薬または他の反応成分をフローセルの反応部位に送達する一つ以上のマイクロ流体チャネルと通信可能に結合されてもよい。反応部位は、均一または反復パターンなどの所定の方法で提供されるか、または間隔をあけて配置されてもよい。あるいは、反応部位はランダムに分布していてもよい。反応部位の各々は、関連する反応部位からの光を検出する一つ以上のライトガイドおよび一つ以上の光センサと関連していてもよい。いくつかのフローセルでは、反応部位は、反応凹部またはチャンバ内に配置されてもよく、これは、少なくとも部分的にそこで指定された反応を区画化してもよい。
【００５８】
本明細書で使用されるように、「指定された反応」は、化学的、電気的、物理的、または光学的特性（または品質）の少なくとも一つの変化、例えば、関心のある分析対象物のような化学的または生物学的物質を含む。特定のフローセルでは指定された反応は、例えば、蛍光標識された生体分子を興味対象物質と結合させるような正の結合イベントである。より一般的には、指定された反応は、化学的変換、化学変化、または化学的相互作用であってもよい。指定された反応はまた、電気的特性の変化であってもよい。特定のフローセルでは、指定された反応は、蛍光標識された分子を分析対象物に組み込むことを含む。分析物はオリゴヌクレオチドであってもよく、蛍光標識された分子はヌクレオチドであってもよい。励起光が標識されたヌクレオチドを有するオリゴヌクレオチドに向けられ、蛍光体が検出可能な蛍光シグナルを発するときに、指定された反応が検出されてもよい。オルタナティブフローセルにおいて、検出された蛍光は、化学発光または生物発光の結果である。所定の反応はまた、例えば、ドナーフルオロフォアをアクセプターフルオロフォアに近接させることによって蛍光（またはフェルスター）共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）を増加させてもよく、ドナーフルオロフォアとアクセプターフルオロフォアを分離することによってＦＲＥＴを減少させてもよく、クエンチャーをフルオロフォアから分離することによって蛍光を増加させてもよく、またはクエンチャーとフルオロフォアを共配置することによって蛍光を減少させてもよい。
【００５９】
本明細書で使用されるように、「反応溶液」、「反応成分」または「反応物」は、少なくとも一つの指定された反応を得るために使用され得る任意の物質を含む。例えば、潜在的な反応成分は、例えば、試薬、酵素、サンプル、他の生体分子、および緩衝液を含む。反応成分は、本明細書に開示されたフローセル内の反応部位に溶液で送達されてもよく、および／または反応部位に固定化されてもよい。反応成分は、フローセルの反応部位に固定化された分析物などの別の物質と直接または間接的に相互作用してもよい。
【００６０】
本明細書で使用されるように、「反応部位」という用語は、少なくとも一つの指定された反応が起こり得る局所的な領域である。反応部位は、物質がそこに固定化されていてもよい反応構造体または基質のサポート体表面を含んでいてもよい。例えば、反応部位は、その上に核酸のコロニーなどの反応成分を有する反応構造体（フローセルの流路内に配置されていてもよい）の表面を含んでもよい。いくつかのフローセルでは、コロニー内の核酸は、同じ配列を有し、例えば、一本鎖または二本鎖テンプレートのクローンコピーである。しかしながら、いくつかのフロー細胞において、反応部位は、例えば、一本鎖または二本鎖の形態で、単一の核酸分子のみを含んでいてもよい。
【００６１】
複数の反応部位は、フローセルの反応構造に沿ってランダムに配置されていてもよく、または所定の方法で配置されていてもよい（例えば、マイクロアレイのようなマトリックスの中でサイドバイサイドで）。反応部位はまた、指定された反応を区画化するように構成された空間領域または体積を少なくとも部分的に画定する反応チャンバまたは凹部を含むことができる。本明細書で使用されるように、「反応チャンバ」または「反応凹部(reaction recess)」という用語は、サポート構造体の画定された空間領域を含む（これは、流路と流体的に連通していることが多い）。反応凹部は、周囲の環境または他の空間領域から少なくとも部分的に分離されていてもよい。例えば、複数の反応凹部は、共有壁によって互いに分離されていてもよい。より具体的な例として、反応凹部は、検出表面の内面によって画定されるくぼみ、ピット、井戸、溝、キャビティ、または凹みによって形成されたナノウェルであってもよく、ナノウェルが流路と流体通信することができるように開口部または開口部を有していてもよい（すなわち、開放面であってもよい）。 
【００６２】
いくつかのフローセルでは、フローセルの反応構造の反応凹部は、固体（半固体を含む）に対して、固体がそこに完全にまたは部分的に挿入されてもよいように、サイズおよび形状が決められている。例えば、反応凹部は、キャプチャービーズを収容するためにサイズおよび形状を有していてもよい。キャプチャービーズは、クローナルに増幅されたＤＮＡまたは他の物質をそこに有していてもよい。あるいは、反応凹部は、おおよその数のビーズまたは固体基質を受容するようにサイズおよび形状が決められていてもよい。別の例として、反応凹部は、拡散を制御するように構成された多孔質ゲルまたは物質で満たされていてもよいし、反応凹部に流入する可能性のある流体を濾過するように構成された物質で満たされていてもよい。
【００６３】
フローセルの一つ以上の光検出デバイスの光センサ（例えば、フォトダイオード）は、対応する反応部位に関連付けられていてもよい。反応部位に関連付けられた光センサは、関連付けられた反応部位で所定の反応が発生したときに、少なくとも一つのライトガイドを介して関連付けられた反応部位からの発光を検出する。いくつかのフローセルでは、複数の光センサ（例えば、光検出デバイスまたはカメラデバイスの複数の画素）が、単一の反応部位に関連付けられていてもよい。他のフローセルでは、単一の光センサ（例えば、単一のピクセル）が、単一の反応部位に関連づけられてもよく、または反応部位のグループに関連づけられてもよい。フローセルの光センサ、反応部位、および他の特徴は、光の少なくとも一部が反射されることなく光センサによって直接検出されるように構成されてもよい。
【００６４】
本明細書で使用される場合、「生物学的または化学的物質」には、生体分子、関心のある試料、関心のある分析物、および他の化学化合物が含まれる。生物学的または化学物質は、他の化学物質を検出、同定、または分析するために使用されてもよいし、他の化学物質を研究または分析するための中間体として機能してもよい。特にフローセルでは、生物学的または化学的物質は、生体分子を含む。本明細書で使用されるように、「生体分子」は、生体高分子、ヌクレオシド、核酸、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、タンパク質、酵素、ポリペプチド、抗体、抗原、リガンド、受容体、多糖類、炭水化物、ポリリン酸塩、細胞、組織、生物、またはそれらの断片のうちの少なくとも一つ、または前述の種のアナログまたは模倣物などの他の生物学的に活性な化学化合物（複数可）を含む。さらなる例では、生物学的または化学的物質または生体分子は、別の反応の生成物を検出するために結合反応で使用される酵素または試薬、例えば、ピロシーケンス反応でピロリン酸を検出するために使用される酵素または試薬を含む。
【００６５】
生体分子、試料、および生物学的または化学的物質は、天然に存在するものであっても合成されたものであってもよく、反応凹部または領域内の溶液または混合物中に懸濁していてもよい。また、生体分子、サンプル、および生物学的または化学的物質は、固相またはゲル材料に結合していてもよい。生体分子、サンプル、および生物学的または化学的物質はまた、医薬組成物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、関心のある生体分子、サンプル、および生物学的または化学的物質は、標的、プローブ、または分析物と呼ばれてもよい。
【００６６】
本明細書で使用されるように、「フローセル」は、反応構造体の複数の反応部位のうちの複数の反応部位と通信している、その間に協力的に流路を形成する反応構造体の上に延在する蓋を含むデバイスを含み、反応部位でまたは反応部位に近接して発生する指定された反応を検出するように構成された少なくとも一つの光検出デバイスを含む。フローセルは固体光検出デバイスまたは「イメージング」デバイス（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ光検出デバイス）を含んでもよい。一つの具体例として、フローセルはポンプを内蔵したカートリッジに流体的におよび／または電気的に結合するように構成されてもよく、このカートリッジは、バイオアッセイシステムに流体的におよび／または電気的に結合するように構成されてもよい。カートリッジおよび／またはバイオアッセイシステムは、所定のプロトコル（例えば、シーケンシングバイシンセシス）に従ってフローセルの反応部位に反応溶液を送達し、複数のイメージングイベントを実行してもよい。例えば、カートリッジおよび／またはバイオアッセイシステムは、一つ以上の反応溶液を、フローセルの流路を通って、それによって反応部位に沿って指示してもよい。反応溶液の少なくとも一つは、同一または異なる蛍光標識を有する４種類のヌクレオチドを含んでもよい。ヌクレオチドは、反応部位の対応するオリゴヌクレオチドなど、フローセルの反応部位に結合してもよい。次に、カートリッジおよび／またはバイオアッセイシステムは、励起光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体光源）を用いて反応部位を照明してもよい。励起光は、所定の波長または波長範囲を含む波長を有していてもよい。入射励起光によって励起された蛍光標識は、フローセルの光センサによって検出され得る発光信号（例えば、励起光とは異なる波長または波長の光、および潜在的には互いに異なる波長の光）を提供してもよい。
【００６７】
本明細書で使用されるように、「固定化されている」という用語は、生体分子または生物学的または化学物質に関して使用される場合、フローセルの光検出デバイス上の反応構造の検出面などの表面に、分子レベルで生体分子または生物学的または化学物質を実質的に付着させることを含む。例えば、生体分子または生物学的または化学物質は、非共有結合的相互作用（例えば、静電力、ファンデルワールス、疎水性界面の脱水）を含む吸着技術、および官能基またはリンカーが生体分子の検出表面への付着を容易にする共有結合技術を使用して、フローセルの反応構造の検出表面に固定化されてもよい。フローセルの反応構造の検出表面への生体分子または生物学的または化学的物質の固定化は、表面の特性、生体分子または生物学的または化学的物質を運ぶ液体媒体、および生体分子または生物学的または化学的物質自体の特性に基づいてもよい。場合によっては、検出表面は、生体分子（または生物学的または化学的物質）を固定化しやすくするために機能化（例えば、化学的または物理的に修飾）されていてもよい。
【００６８】
いくつかの例では、核酸は、反応凹部の表面またはそのナノウェルの表面など、フローセルの反応構造に固定化され得る。天然ヌクレオチドおよび天然ヌクレオチドと相互作用するように構成された酵素が利用され得る。天然ヌクレオチドは、例えば、リボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドを含む。天然ヌクレオチドは、モノ、ジ、またはトリリン酸形態であり得、アデニン（Ａ）、チミン（Ｔ）、ウラシル（Ｕ）、グアニン（Ｇ）、またはシトシン（Ｃ）から選択される塩基を有し得る。しかしながら、非天然ヌクレオチド、改変ヌクレオチド、または前記ヌクレオチドのアナログが利用され得ることが理解されるであろう。
【００６９】
上述したように、フローセルの反応構造体のナノウェル内の反応部位に、生体分子または生物学的または化学的物質が固定化されていてもよい。そのような生体分子または生物学的物質は、干渉フィット、接着、共有結合、またはエントラップメントを介して、反応凹部内に物理的に保持または固定化されていてもよい。アイテムまたは固体は、反応凹部内に配置されてもよく、例えば、ポリマービーズ、ペレット、アガロースゲル、粉末、量子ドット、またはナノウェル内に圧縮および／または保持されてもよい他の固体を含む。特定の実施形態では、ナノウェルは、ＤＮＡオリゴヌクレオチドを共有結合することができるヒドロゲル層でコーティングされていてもよいし、充填されていてもよい。ＤＮＡボールなどの核酸上部構造体は、例えば、ナノウェルの内部表面への付着によって、またはナノウェル内の液体中での滞留によって、ナノウェル内またはナノウェルに配置され得る。ＤＮＡボールまたは他の核酸超構造が実行され、その後、ナノウェル中またはナノウェルで処分され得る。あるいは、ＤＮＡボールは、ナノウェルでその場で合成することができる。ナノウェル内に固定化された物質は、固体状態、液体状態、または気体状態であり得る。
【００７０】
開示されたフローセルはそれに関連する任意の情報またはデータを得るために、生物学的または化学的分析のために構成されていてもよい。特定のフローセルはde novoシークエンシング、全ゲノムまたは標的ゲノム領域の再シークエンシング、およびメタゲノミクスを含むがこれらに限定されない様々なアプリケーションのために構成された核酸シークエンシングシステム（またはシークエンサー）の一部を含んでもよい。シーケンシングシステムは、ＤＮＡまたはＲＮＡ分析を実行するように構成されていてもよい。フローセルは反応に関連する情報を得るために、その活性表面上で多数の並列反応を行うように構成されていてもよい。 
【００７１】
フローセルは以下でさらに説明するように、一つ以上の光検出デバイスを介して、反応構造体の活性領域／表面上の反応部位に、または反応部位に向けて溶液を向ける一つ以上の流路を含んでもよい。使用時には、フローセルはそれによって、例えば、フローセル内で指定された反応を行うために使用される様々な反応成分または反応物を貯蔵してもよい流体貯蔵システム（図示せず）と流体的に通信してもよい。流体貯蔵システムはまた、フローセルの複数の流路を洗浄または洗浄するための流体、および／または反応物を希釈するための流体を貯蔵してもよい。例えば、流体貯蔵システムは、試料、試薬、酵素、他の生体分子、緩衝液、水性溶液、非極性溶液などを貯蔵するための様々なリザーバを含んでもよい。さらに、流体貯蔵システムは、フローセルからの廃棄物を受け取るための廃棄物リザーバを含んでもよい。 
【００７２】
図１は、本開示のフローセルにおいて利用され得る光検出デバイス１０の一例を示す。光検出デバイス１０は、ベース層またはウェハ１４などの複数の積層層と、その上に延在する複数の誘電体層および金属−誘電体層とから構成されてもよい。図１に示すように、光検出デバイス１０は、光センサ１２のセンサアレイと、光ガイド１８のガイドアレイとを含む。また、光検出デバイス１０は、光ガイド１８の開口部の上を含む（including over openings of the light guides 18）、光検出デバイス１０の上部部分２２に沿って延在する反応構造体２０を含んでもよい。光検出デバイス１０は、各光センサ１２が、光検出デバイス１０の上面２２上に配置された反応構造体２０の単一のライトガイドおよび／または単一の反応凹部１６（例えば、ナノウェル）に対応するか、または整列するように構成されてもよく、そのような場合、光検出デバイス１０は、そこからのみ光子を受信する。しかしながら、他の例では、単一の光センサ１２は、一つ以上のライトガイド１８を介して、および／または一つ以上の反応凹部１６から光子を受信してもよい。単一の光センサ１２は、それにより、一つの画素を形成してもよいし、一つ以上の画素を形成してもよい。図１に示すように、反応凹部１６は、例えば、反応構造体２０の上面の凹みまたは深さ（または厚さ）の変化によって画定されてもよい。 
【００７３】
図１に示すように、反応構造体２０（および潜在的に光センサ１２）のライトガイド１８および反応凹部１６の配列は、凹部１６および／またはライトガイド１８（および潜在的に光センサ１２）の少なくとも一部が、画定された位置パターンで互いに等間隔になるような、画定された繰り返しパターンで提供されてもよい。他の例では、反応凹部１６および／またはライトガイド１８（および潜在的にライトセンサ１２）は、ランダムなパターンで提供されてもよく、および／または反応凹部１６および／またはライトガイド１８（および潜在的にライトセンサ１２）の少なくとも一部は、互いに可変的に間隔をあけられてもよい。反応凹部１６の配列の間における間質領域は、実質的に平坦な表面であってもよい。以下でさらに説明するように、反応構造体２０の反応凹部１６の配列は、そこに提供された（例えば、その表面に固定化された）少なくとも一つの対応する反応部位を有していてもよい。 
【００７４】
光検出デバイス１０のうち、光に敏感な領域は、デバイス１０の活性領域と呼ばれる。光検出デバイス１０の活性領域は、それによって、光センサ１２に光を向ける光ガイド１８を含む領域を含む。上述したように、光検出デバイス１０の上面２２は、フローセルの動作中に、試薬の送達および反応（例えば、反応流体中の分析物に応答する）および照明のために利用可能である／アクセス可能である、少なくとも一つの対応する反応部位をその上に含むために配置された反応凹部１６の配列を有する反応構造体２０を含んでもよい。図１に示すように、反応構造２０は、光検出デバイス１０の活性領域の全体（例えば、少なくとも９５％、または少なくとも９９％、または１００％）にわたって延在していてもよい。そのような構成では、反応構造体２０の頂部または検出器表面は、それによって、反応液が流れて存在し、反応凹部１６内に形成された反応部位と相互作用してもよい光検出デバイス１０の活性表面を規定してもよい。光検出デバイス１０の活性表面は、凹部１６の表面と、凹部１６の間およびその周りに延在する間質領域とから構成されてもよい。
【００７５】
反応構造体２０の露出した上面（すなわち、反応凹部１６の露出した上面および／またはその間に延在する間質領域の露出した上面）は、滑らかな平面／平坦面を含んでもよい。特定の例では、反応構造体２０の間質領域および／または反応凹部１６の露出した上面は、反応液または他の生物学的または化学的物質がその上に捕捉または残留することを防止し、および／またはパッドホッピングエラーを防止するための滑らかな平面／平坦面であってもよい。例えば、反応構造体２０の上面露出面は、２０μｍ以下の表面粗さ、または１μｍ以下の表面粗さなどの表面粗さマイクロメートルの範囲を含んでもよい。いくつかの例では、反応構造体２０は、１００ｎｍ以下の表面粗さ、または１０ｎｍ以下の表面粗さを含んでもよい。 
【００７６】
反応構造体２０は、一つ以上の層から構成されていてもよい。一例では、反応構造体２０は、複数の重なり合う層を含む。反応構造体２０は、（反応溶液で処理した後の）反応凹部１６内の反応部位からの励起光信号および／または放出光信号が、そこを通過して、一つ以上の対応するライトガイド１８の開口部に、そして潜在的に一つ以上の対応するライトセンサ１２に（例えば、ライトガイド１８の構成に応じて）通過することを可能にするように構成された一つ以上の層を含んでいてもよい。別の例として、反応構造体２０は、反応凹部１６内の特定の反応部位からの放出光のクロストークまたは「共有」が、非対応するセンサ１２に伝播または通過するのを防止する一つ以上の層を含んでもよい。反応構造体２０は、化学物質、生体分子、または他の分析物がその上に固定化されることを許容する固体表面を提供してもよい。例えば、反応凹部１６上の反応部位の各々は、その露出した外表面に固定化された生体分子のクラスターを含んでもよい。このように、反応構造体２０は、反応凹部１６への反応部位の固定化を許容する材料で構成されていてもよい。反応構造体２０は、反応部位を形成するための生体分子の固定化を容易にするため、および／またはそこからの発光の検出を容易にするために、物理的または化学的に修飾されていてもよい。反応構造体２０を形成してもよい層の例としては、少なくとも一つのＳｉＮ層および少なくとも一つのＴａＯ層が挙げられる。しかしながら、反応構造体２０は、異なる層（例えば、異なる層、少ない層、および／または追加の層）および／または異なる材料から構成されていてもよい。
【００７７】
ライトガイド１８は、励起光または励起光のそれを含む波長の範囲をフィルタリングし、少なくとも一つの対応する反応凹部１６の少なくとも一つの反応部位（または励起光のそれを含む波長の範囲）からの発光を、それを通過して少なくとも一つの対応する光センサ１２に向かって伝搬させるように構成されたフィルタ材料から構成されていてもよい。ライトガイド１８は、例えば、フィルタ材料が所定の波長（または波長の範囲）を吸収し、少なくとも一つの所定の波長（または波長の範囲）を通過させるような吸収フィルタ（例えば、有機吸収フィルタ）であってもよい。アレイの各ライトガイド１８は、実質的に同じフィルタ材料を含んでもよく、または異なるライトガイド１８は、異なるフィルタ材料を含んでもよい。各ライトガイド１８は、それによって、デバイス１０の周囲の材料（例えば、誘電体材料）に対して相対的に構成されて、導光構造を形成してもよい。例えば、ライトガイド18は、少なくとも約2.0の屈折率を有してもよい。特定の構成では、ライトガイド１８は、励起光の光学密度（ＯＤ）または吸光度が少なくとも約４ＯＤであるように構成されてもよい。
【００７８】
図１に示すように、光検出デバイス１０は、光放出（例えば、光子）が光センサ１２によって検出されたときに信号を送信または導通する回路２４を含んでもよい。上述したように、光放出は、反応構造体２０の反応凹部１６に関連付けられた少なくとも一つの反応部位から／または反応部位によって放出され、少なくとも一つのライトガイド１８によって関連付けられた光センサ１２に向けられるか、または渡されてもよい。回路デバイス２４は、検出された光子に基づくデータ信号の送信など、電流を流すことができる相互接続された導電性要素（例えば、導電体、トレース、ビア、インターコネクトなど）を含んでもよい。例えば、回路２４は、マイクロ回路の配置に類似していてもよいし、マイクロ回路の配置を含んでいてもよい。光検出デバイス１０は、回路回路２４に電気的に結合された光センサ１２のアレイを有する少なくとも一つの集積回路を含んでいてもよい。光検出デバイス１０内の回路２４は、信号増幅、デジタル化、記憶、および処理のうちの少なくとも一つのために構成されてもよい。回路２４は、センサ１２によって検出された発光を収集（および潜在的に分析）し、検出データをバイオアッセイシステムに通信するためのデータ信号を生成してもよい。また、回路２４は、光検出デバイス１０において、追加のアナログおよび／またはデジタル信号処理を実行してもよい。
【００７９】
図１に示すように、光検出デバイス１０のデバイスサーキュイティ２４は、ベース部分１４に隣接して、または潜在的に部分的にのみ貫通して延在してもよい。ベース部分１４は、それによって、そこを通って延在するデバイスサーキュイティ２４の電気的に導電性のビアまたは他の部分のキャビティであってもよい。光検出デバイス１０の露出した裏面２６を形成してもよいベース部分１４の裏面２６は、デバイスサーキュイティ２４のキャビティであってもよい。別の言い方をすれば、デバイスサーキュイティ２４は、デバイスサーキュイティ２４がベース部分１４の裏面２６および／またはデバイス１０自体にアクセスできないように、光検出デバイス１０内でベース部分１４の裏面２６の上に完全に配置されていてもよい。しかしながら、図１に示すように、デバイスサーキュイティ２４は、光検出デバイス１０の上面まで延在していてもよい。例えば、デバイス循環体２４は、光検出デバイス１０を通って、反応構造体２０まで、そして潜在的には反応構造体２０を通って延在してもよい。光検出デバイス１０の上面は、反応構造体２０の露出した上面によって形成されてもよく（存在する場合）、それによって、図１に示すように、デバイスサーキュイティ２４を含んでもよい。別の言い方をすれば、デバイス循環体２４は、光検出デバイス１０の上面で露出してアクセス可能であってもよく、それによって、図１に示すように、反応構造体２０の上面（存在する場合）であってもよい。 
【００８０】
光検出デバイスは、例えば、荷電結合素子回路（ＣＣＤ）または相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイスまたは回路を製造するために使用されるプロセスなどの集積回路製造プロセスを使用して製造されてもよい。光検出デバイスは、それによって、例えば、一つ以上の半導体材料を含み、例えば、ＣＭＯＳ光検出デバイス（例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ）または別のタイプのイメージセンサであるＣＣＤイメージセンサの形態をとってもよい。また、本実施例では、光検出デバイス１０は、図１に示すように、ＣＭＯＳ型の撮像素子であるが、他の種類の撮像素子を用いてもよい。例えば、光検出デバイス１０は、図１に示すように、半導体をベースとしたものであってもよく、デバイスベース部１４を含む複数の積層体で構成されており、例えば、シリコン層やウェハであってもよい。
【００８１】
ＣＭＯＳ型光検出デバイス１０として構成される場合、「相補的」とは、ＣＭＯＳ技術を用いて作製された集積回路（ＩＣ）において、ｎ型およびｐ型の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の両方を含むことを意味する。各ＭＯＳＦＥＴは、酸化物などのゲート絶縁体を有する金属ゲート（したがって、名称の「金属酸化物」の部分）と、ゲートの下に半導体材料（名称の「半導体」に相当する）とを有する。光検出デバイス１０が図１に示すように構成されている場合、光センサ１２は、例えば、ゲートを介して回路２４に電気的に結合されていてもよい。
【００８２】
半導体ベースの光検出デバイス１０として、デバイス回路２４の少なくとも一部は、ライトガイド１１８がそれぞれ延在してもよいデバイス層または基板層内に提供されてもよい。基板層の各々は、デバイス回路２４の少なくとも一部を形成する相互接続された導電性要素を含んでもよく、誘電体材料が回路の導電性要素を取り囲んでいるか、またはそれに隣接している。デバイス回路２４の導電性要素は、それによって誘電体材料内に埋め込まれてもよい。ライトガイド１８はまた、誘電体材料を貫通して延在してもよく、回路デバイスから離間していてもよい。様々な金属要素および／または誘電体材料が使用されてもよく、例えば、集積回路製造（例えば、ＣＭＯＳ製造）に適したものが使用されてもよい。例えば、導電性要素／回路２４は、Ｗ（タングステン）要素、Ｃｕ（銅）要素、Ａｌ（アルミニウム）要素、またはそれらの組み合わせなどの金属要素であってもよいが、他の材料および構成が使用されてもよいことが理解される。誘電体材料は、ＳｉＯ2などの低誘電体材料および／またはシリコン含有材料であってもよいが、他の誘電体材料および構成が使用されてもよいことが理解される。
【００８３】
光検出デバイス１０は、集積回路ダイであってもよい。例えば、光検出デバイス１０は、電子グレードシリコン（ＥＧＳ）または他の半導体（例えば、ＧａＡｓ）の単一のベース部分（例えば、ウエハ）上に提供される複数の光検出デバイス１０の大規模なバッチの一部として製造されてもよい。複数の製造されたままのデバイスは、それにより、一体的に形成され、隣接して配置され、互いに非常に近接して配置される。ウエハは、多数の断片に切断（すなわち、ダイシング）され、それぞれが少なくとも一つの異なる光検出デバイス１０を含む。図１に示すように、単一の別個の光検出デバイス１０は、ウェハの複数の一体の製造されたままのデバイスから形成されてもよい（すなわち、ダイシングされてもよい）。代替的に、複数の一体的な隣接光検出デバイス１０は、ウェハの一体的な製造済みデバイスの複数から形成されてもよい（すなわち、ダイス状に形成されてもよい）。
【００８４】
図１は、本開示のフローセルにおいて利用され得る光検出デバイス１１０の別の例を示す。図２の光検出デバイス１１０は、図１の光検出デバイス１０と類似しており、したがって、「１」で先行する同様の参照数字は、同様の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。図２に示すように、光検出デバイス１１０は、光検出デバイス１１０が、その上面１２２上に配置された反応構造（反応凹部およびその間に延在する間質領域を形成する）を含まないという点で、光検出デバイス１０とは異なる。むしろ、製造されたまままたはダイシングされた光検出デバイス１１０は、反応構造を含んでいなくてもよい。反応構造体は、以下にさらに説明するような光検出デバイス１１０の加工後など、ダイス状の光検出デバイス１１０の上面１２２上に配置されてもよい。 
【００８５】
光検出デバイス１１０はまた、回路１２４が、図２に示すように、ベースウェハ部分１１４を完全に貫通して延在するビア１２８を含むという点で、光検出デバイス１０とは異なる。ビア１２８は、それによって、ベースウェハ部分１１４およびデバイス１１０自体の裏面１２６で露出し、アクセス可能である。また、図２に示すように、ベースウェハ部分１１４（およびデバイス１１０自体）の裏面１２６は、ベースウェハ部分１１４の裏面１２６から延在する一つ以上のスペーサ部分１３０を含む。少なくとも一つのスペーサ部分１３０は、ベースウェハ部分１１４の裏面１２６上のビア１２８から間隔をあけて配置されてもよいし、隣接して配置されてもよいし、または部分的にのみ重なって配置されてもよい。このようにして、少なくとも一つのスペーサ部分１３０は、各ビア１２８の少なくとも一部が、ベースウェハ部分１１４の裏面１２６およびデバイス１１０自体の裏面１２６において露出して利用可能であるように、ベースウェハ部分１１４の裏面１２６上に配置されてもよい。図２に示すように、光検出デバイス１１０は、ベースウェハ部分１１４の裏面１２６の対向する側方に沿って延在する少なくとも二つのスペーサ部分１３０を含んでもよい。少なくとも一つのスペーサ部分１３０は、ベースウェハ部分１１４に構造的なサポートまたは剛性を提供してもよく、それによってデバイス１０自体（ビア１２８によって損なわれているかまたは弱体化されているかもしれない）を提供してもよい。いくつかの光検出デバイス１１０では、少なくとも一つのスペーサ部分１３０は、例えば、センサ１１２および／または回路１２４の動作を妨害しないように、電気的に絶縁性または非導電性（または半導体）であってもよい。少なくとも一つのスペーサ部分１３０を形成する材料の例としては、ガラス、溶融シリカ、石英、シリコン、ファイバーグラス、プラスチック、エポキシ、セラミック、誘電体複合材料、紙、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００８６】
図３〜５に示すように、サポートフレーム３４およびサポート基板４４を含むサポート構造体３２が、本開示のフローセルを形成するために利用されてもよい。サポートフレーム３４は、上面３６、下面３８、および上面および下面３６、３８の間にフレーム３４を通って延在する少なくとも一つのキャビティ４０（例えば、キャビティまたは開口）を画定してもよい。サポート構造３２は、任意の数のキャビティ４４を含んでもよい。図３および図４に示すように、サポートフレーム３４は、複数の異なる間隔をあけたキャビティ４０のアレイを含んでもよい。キャビティ４０のアレイは、サポートフレーム３４の一部が各キャビティ４０について完全に延在し、それによって隣接するキャビティ４０の間に延在するように、互いに間隔をあけていてもよい。キャビティ４０のアレイは、キャビティ４０が均等にまたは一貫して間隔をあけて配置されるような、繰り返し（潜在的に均一な）パターンで画定されてもよい。代替的に、キャビティ４０のアレイは、キャビティ４０の少なくとも一部が不均等に間隔をあけているようにランダムに分布していてもよい。図５に示すように、各キャビティ４０は、上面および下面３６、３８の間に延在するサポートフレーム３４の内側側壁５０によって形成されてもよい。いくつかの実施形態では、キャビティ４０を画定するサポートフレーム３４の内側側壁５０は、キャビティ４０の大きさが上面３６および下面３８において同じ大きさまたは形状を規定してもよいように、上面３６および下面３８の間に垂直に延在してもよい。
【００８７】
各キャビティ４０は、図４および図５に示すように、上述した図２の光検出デバイス１１０のような、一つ以上の光検出デバイスを含むような大きさおよび形状であってもよい。しかしながら、以下でさらに説明するように、異なる構成の一つ以上の光検出デバイスが、サポートフレーム３４のキャビティ４０で利用されてもよく、例えば、上述した図１の光検出デバイス１０のように、限定されない。さらに、第一構成の少なくとも一つの光検出デバイスは、サポートフレーム３４の一つ以上の第一キャビティ４０で利用されてもよく、第二構成の少なくとも一つの光検出デバイスは、サポートフレーム３４の一つ以上の第二キャビティ４０で利用されてもよい。
【００８８】
サポートフレーム３４は実質的に平面的であってもよい。例えば、サポートフレーム３４の上面３６および／または下面３８は、平面的に平行であってもよい。いくつかの構成では、上面３６および／または下面３８は、サブミクロンスケールの表面粗さを含むなど、実質的に滑らかであってもよい。いくつかの構成では、上面３６および／または下面３８は、５０ｎｍ以下または１０ｎｍ以下の表面粗さを含んでもよい。いくつかの例では、上面３６および／または下面３８は、１〜２ｎｍの範囲内の表面粗さを含んでもよい。以下でさらに説明するように、サポートフレーム３４の上面３６は、試薬溶液を送達するためのフローセルの流路を形成するために、光検出デバイスの反応構造体の検出面（例えば、デバイスの活性表面）と協力してもよく、または反応構造体、一つ以上の他の層、および／または蓋が、サポートフレーム３４の上面３６および光検出デバイスの上側部分１２２の上に配置されてもよい。このように、サポートフレーム３４の上面３６（および反応構造体の上面）の平坦性／平滑性は、流体（複数可）の巻き込みまたは巻き込みなしに試薬の流体的な流れを可能にするように構成されてもよい。 
【００８９】
サポートフレーム３４、および潜在的に基板４４は、キャビティ４０内で光検出デバイス１１０を確実に保持して結合し、本開示のフローセルの製造、取り扱いおよび／または使用中に光検出デバイス１１０の損傷した歪み／変形を防止するように、比較的剛性を有していてもよい。いくつかの構成では、サポートフレーム３４（および潜在的に基板４４）は、少なくとも５０ＧＰａ、または少なくとも７０ＧＰａのヤング率を含む。いくつかの構成では、サポートフレーム３４（および潜在的に基板４４）は、摂氏あたり少なくとも約２０、または摂氏あたり少なくとも約３０の熱膨張係数（ＣＴＥ）を含む。例えば、サポートフレーム３４は、７０〜８０ＧＰａの範囲内のヤング率および摂氏あたり３０〜３５の範囲内のＣＴＥを含むボロアルミノシリケートガラス（例えば、コーニング（登録商標）イーグルＸＧ（登録商標）ガラス）で構成されてもよく、または１６０〜１７０ＧＰａの範囲内のヤング率および摂氏あたり３５〜４０の範囲内のＣＴＥを含むシリコンで構成されてもよい。 
【００９０】
サポートフレーム３４は、光検出デバイス１１０の上部部分１２２上に配置された反応構造上の反応部位の形成中、照明／検出および／または本開示のフローセルの準備および／またはクリーニング中に、試薬溶液および／または他の材料／溶液と接触していてもよい。サポートフレーム３４は、ＤＮＡグラフト、クラスタリング、切断、取り込みおよび／または読み取りのために利用されるシーケンシング試薬などのシーケンシング試薬に対して非反応性の一つ以上の材料で構成されていてもよい。例えば、シーケンシング溶液は、水溶液であってもよく、および／または油から構成されていてもよい。
【００９１】
サポートフレーム３４は、以下でさらに説明するように、それ自体の一つ以上のフローセルの形成中に、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）プロセスを受けてもよい。サポートフレーム３４は、それ自体の一つまたは複数のフローセルの形成中にサポートフレーム３４と接触するＣＭＰスラリーまたは混合物に対して非反応性の一つまたは複数の材料で構成されてもよい。例えば、ＣＭＰスラリーまたは混合物は、研磨粒子および基底液から構成されてもよい。いくつかの例では、基底液は、水（例えば、脱イオン水）および／または油で構成されてもよい。いくつかの例では、研磨粒子は、例えば、二酸化ケイ素、酸化セリウムおよび／または酸化アルミニウムなどの酸化物で構成されていてもよい。 
【００９２】
サポートフレーム３４は、その光検出動作を妨げないように、各キャビティ４０内に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１１０を電気的に絶縁してもよい。キャビティ４０を取り囲む／形成するサポートフレーム３４の部分の厚さ／断面の少なくとも一部（上面および下面３６、３８の間に延在する）は、電気的に絶縁性（すなわち、非導電性）の材料（または半導体材料）で構成されていてもよい。例えば、上面３６から延在するキャビティ４０を取り囲む／形成するサポートフレーム３４の部分の厚さ／断面の少なくとも一部、または上面３６と下面３８との間に間隔をあけた内側の部分は、電気的に絶縁性（すなわち、電気的に非導電性）の材料（または半導体材料）で構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、サポートフレーム３４は、電気的に絶縁性の材料のみで構成されてもよい。サポートフレームの少なくとも一部を形成してもよい例示的な電気的に絶縁性の材料としては、シリコン、ガラス（例えば、石英、溶融シリカ、ファイバーグラス、ホウケイ酸ガラス（例えば、コーニング（登録商標）イーグルＸＧ（登録商標）ガラスのようなアルカリ土類ボロアルミノケイ酸ガラス）、浮遊ホウケイ酸ガラス（例えば、Borofloat（登録商標）33ガラスなど）、または他の低自家蛍光ガラス）、セラミック、ポリマー（例えば、プラスチック、エポキシ、シリコンチャージエポキシまたはUV硬化型エポキシまたは接着剤）、誘電体複合材料、紙、またはそれらの組み合わせ等が挙げられる。
【００９３】
しかしながら、以下でさらに説明するように、サポートフレーム３４の一部は、金属材料などの導電性材料で構成されてもよい。例えば、以下でさらに説明するように、サポートフレーム３４は、サポートフレーム３４の部分の厚さ／断面の一部を通って、上面および下面３６、３８の間に延在するキャビティ４０に近接して（例えば、隣接して）延在する（上面および下面３６、３８で露出している）導電性ビアを含んでもよい。いくつかの実施形態では、上面３６および／または下面３４から延在するキャビティ４０を取り囲む／形成するサポートフレーム３４の部分の厚さ／断面の一部は、導電性材料を含んでもよい（これは、ビアの一部を含んでもよい）。
【００９４】
サポートフレーム３４は、図４に示すように、複数の視覚的表示／マーキング４５を含み得る。視覚的表示４５は、全体としてのサポートフレーム３４の位置および／または配向を参照するために利用することができ、および／またはその一部またはそれに結合された構成要素（例えば、以下でさらに説明するように、キャビティ４０およびキャビティ４０内に配置された一つ以上の光検出デバイス１１０など）を参照するために利用することができる。このようにして、視覚的表示４５は、サポートフレーム３４（およびそれに結合された構成要素、以下でさらに説明するように）を一つ以上の中間フローセルデバイスおよび／またはフローセルデバイス（以下でさらに説明するように）に処理する間、アライメントマークとして利用することができる。例えば、視覚的表示４５は、一つまたは複数の中間フローセルデバイスおよび／またはフローセルデバイスを形成するためのリディングおよび／またはダイシング操作の間におけるアライメントのために利用され得る。
【００９５】
視覚的表示４５は、人間の目および／または撮像デバイス（例えば、デジタルカメラ）に関して、サポートフレーム３４と視覚的に異なる任意の材料で構成されてもよい。いくつかの例では、視覚的表示４５は、顔料、塗料、染料、発光材料、金属、酸化物、またはそれらの組み合わせで構成されてもよい。視覚的表示４５は、配列決定試薬および／またはＣＭＰスラリーに対して非反応性の一つ以上の材料から構成されてもよい。
【００９６】
視覚的表示４５は、サポートフレーム３４の下面３８（図４に示すように）上に、サポートフレーム３４の上面３６上に、サポートフレーム３４の上面３６と下面３８との間におけるサポートフレーム３４の厚さ内に少なくとも部分的に埋め込まれたもの、またはそれらの組み合わせで提供されてもよい。視覚的表示４５は、任意のプロセスを介してサポートフレーム３４に形成されてもよい。いくつかの例では、視覚的表示４５は、スプレー工程またはリソグラフィ工程などの印刷工程を介してサポートフレーム３４上に形成されてもよい。
【００９７】
図４および図５に示すように、サポート構造３２は、基板または担体４４の上面４６に結合されたサポートフレーム３４の上面３６を含んでもよい。サポートフレーム３４および基板４４は、取り外し可能に結合されていてもよいし、固定的に結合されていてもよい。いくつかのサポート構造３２において、基板４４は、サポートフレーム３４の材料と同じまたは類似の材料で構成されてもよい。いくつかの他のサポート構造３２において、基板４４は、サポートフレーム３４の材料とは異なる材料で構成されてもよい。基板４４の上面４６は、図５に示すように、サポートフレーム３４の上面３６と基板４４の上面４６とが平行であり、潜在的に実質的にコプレーナであるような、実質的に滑らかで平面的であってもよい。いくつかの実施形態では、基板４４の上面４６は、サポートフレーム３４の上面３６と同じまたは類似の表面平滑度を規定してもよい。 
【００９８】
図４および図５にも示されているように、サポートフレーム３４の上面３６が基板４４の上面４６に結合された状態で、少なくとも一つのダイシングされた光検出デバイス１１０は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上面１２２が基板４４の上面４６上にまたはそれに隣接して配置されるように、キャビティ４０内に「フェースダウン」されて配置されてもよい。このようにして、少なくとも一つの光検出デバイスの上面１２２は、サポートフレーム３４の上面３６と実質的に整列（例えば、共平面）していてもよい。同様に、少なくとも一つのダイス状光検出デバイス１１０が上面１２２の上に提供された反応構造を含む場合（例えば、図１の光検出デバイス１０と同様に）、反応構造の検出器／反応面の上面は、基板４４の上面４６上にまたはそれに隣接して配置されてもよく、間質部分は、サポートフレーム３４の上面３６と実質的に整列していてもよい（例えば、共平面状）。
【００９９】
図５に示すように、サポートフレーム３４は、その裏面１２６が下面３８のサポートフレーム３４を越えて延在するように、少なくとも一つの光検出デバイス１１０よりも薄くてもよい。いくつかの他のサポートフレーム３４の構成では、下面３８のサポートフレーム３４は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の裏面１２６と同じ高さであってもよいし、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の裏面１２６よりも下であってもよい。少なくとも一つの光検出デバイス１１０は、キャビティ４０よりも小さい対応するサイズを規定してもよい。ダイシングされた少なくとも一つの光検出デバイス１１０は、それによって、図５に示すように、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の外周がサポートフレーム３４の内側側壁５０から間隔をあけて配置されるように、サポート構造３２のキャビティ４０内に配置されてもよい。例えば、キャビティ４０の一部は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の外周について、サポートフレーム３４のキャビティ４０の内側側壁５０と少なくとも一つの光検出デバイス１１０の外周との間に延在する溝または端部キャビティ部分５２を形成するように、延在してもよい。 
【０１００】
少なくとも一つの光検出デバイス１１０は、キャビティ４０内で基板４４の上面４６に直接自由に横たわってもよい。いくつかのそのような配置では、少なくとも一つの光検出デバイス１１０は、工具またはサポート部材を介してキャビティ４０内に機械的に保持されてもよい。
【０１０１】
本開示によるサポート構造２３２の別の例が、図６に示されている。図６のサポート構造２３２は、図３〜５のサポート構造３２と類似しており、したがって、「２」で先行する同様の参照数字は、同様の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。図６に示すように、サポート構造２３２は、少なくとも一つの光検出デバイス２１０の頂部１２２をキャビティ２４４内の基板２４４の頂部表面２４６に化学的に結合／結合するインターポーザ部材または層２４８を含むことで、サポート構造３２とは異なる。インターポーザー層２４８は、任意の一時的または除去可能な結合材料であってもよい（例えば、一つ以上の化学的、機械的および／または照射プロセスを介して）。一例では、インターポーザー層２４８は、ポリマー材料（例えば、一つ以上の環状オレフィンコポリマー）で構成されてもよく、このポリマー材料は、溶媒キャスト結合材料組成物内に提供されてもよい。例えば、インターポーザー層２４８は、BrewerBond（登録商標） 220またはBrewerBond（登録商標）305などのBrewer Science, Inc.から販売されているBrewerBond（登録商標）一時的結合材料から構成されてもよい。別の例では、インターポーザー層２４８は、高ＵＶ吸収性離型層および／または接着剤層、例えばＪＳＲ社から販売されているＪＳＲ ＥＬＰＡＣ ＴＡシリーズ仮接着材料から構成されていてもよい。インターポーザー層２４８は、例えば、基板２４４の上面２４６上にスピンコーティング、スプレーコーティング、染料スロットコーティング、またはラミネートによって形成されてもよい。 
【０１０２】
インターポーザ層２４８は、キャビティ２４０内の基板２４４の上面２４６上に延在する一つ以上の材料の層から構成されてもよい。少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上側部分１２２は、それによって、キャビティ２４４内のインターポーザ層２４８の上面２４７上に位置してもよい。インターポーザ層２４８はまた、図６に示すように、基板２４４の上面２４６とサポートフレーム２３４の上面２３６との間に延在していてもよい。サポートフレームの上面２３６は、それによって、インターポーザ層２４８の上面２４７を越えて延在してもよく、インターポーザ層２４８は、基板２４４の上面２４６を越えて延在してもよい。
【０１０３】
本開示によるサポート構造３３２の別の例が、図７に示されている。図７のサポート構造３３２は、図３〜５のサポート構造３２および図６のサポート構造２３２と類似しており、したがって、「３」で先行する同様の参照数字は、同様の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明も同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。図７に示すように、サポート構造３３２は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上側部分１２２から基板３４４の上面３４６を空間的に隔てるスペーサ部材／層３４９を含むことで、サポート構造３２およびサポート構造２３２とは異なる。スペーサ部材／層３４９は、基板３４４の上面３４６とサポートフレーム３３４の上面３３６との間にのみ延在していてもよく、それによってキャビティ３４０を通って延在していなくてもよい。このようにして、スペーサ層３４９は、サポートフレーム３３４の上面３３６を、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上面部分１２２がオーバーラップする基板３４４の上面３４６から引き上げる。このようにして、スペーサ層３４９は、裏面１２６から少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上面１２２に延在する方向に、サポートフレーム３３４の上面３３６を越えて（すなわち、上に）、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上面１２２を空間化する。スペーサ層３４９は、インターポーザ層２４８と同一または類似の材料で構成されていてもよい。スペーサ層３４９は、例えば、基板３４４の上面３４６上にスピンコーティング、スプレーコーティング、染料スロットコーティングまたはラミネートによって形成されてもよい。図７のサポート構造３３２は、インターポーザ層（例えば、図６のサポート構造２３２のインターポーザ層２４８）を含まないものとして示されているが、サポート構造３３２は、基板３４４とサポートフレーム３３４との間における基板３４４の上面３３６を越えて、キャビティ３４０を越えて延在するインターポーザを含んでいてもよい。
【０１０４】
本開示によるサポート構造４３２の別の例が、図８に示されている。図８のサポート構造４３２は、図３〜５のサポート構造３２、図６のサポート構造２３２、および図７のサポート構造３３２と類似しており、したがって、「４」で先行する同様の参照数字は、同様の構成要素、態様、機能、プロセス、または機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。図８に示すように、サポート構造４３２は、キャビティ４４０の側壁４５０の構成において、サポート構造３２、サポート構造２３２およびサポート構造３３２とは異なる。 
【０１０５】
図８に示すように、各キャビティ４４０は、上面４３６および下面４３８の間に延在するサポートフレーム４３４の内側側壁４５０によって形成されてもよい。キャビティ４４０を画定するサポートフレーム４３４の内側側壁４５０は、キャビティ４４０の大きさが下面４３８と比較して上面４３６において小さくまたは狭くなるように（すなわち、下面４３８における各キャビティ４４０の開口部は、上面４３６におけるそれに対する開口部よりも大きい）、下面４３８から上面４３６へと延在するように、キャビティ４４０の内部に向かって内向きに延在してもよい。側壁４５０は、上面４３６における少なくとも一つの光検出デバイス１１０の外周に非常に近くまで延在していてもよいが、それでも間隔をあけていてもよいことに留意されたい。対応して、内側の側壁４５０と少なくとも一つの光検出デバイス１１０の外周との間に延在するキャビティ４４０の端部キャビティ部分４５２は、下面４３８から上面４３６に延在するにつれて狭くなってもよい。
【０１０６】
内側壁４５０の形状または構成は、サポートフレーム４３４および／または製造または加工技術の任意の構成によって形成されてもよい。例えば、サポートフレーム４３４は、共に積み重ねると、開口部がキャビティ４０を形成するような、異なるサイズの開口部を有する複数のサポートフレーム層を含んでもよい。別の例として、内側側壁４５０の形状または構成は、サポートフレーム４３４をエッチングまたはその他の方法で成形または形成することによって形成されてもよい。
【０１０７】
一例では、内側側壁４５０は、図８に示すように、上面４３６から下面４３４へと角度をつけて直線的に延在してもよく（すなわち、平面的である）、キャビティ４４０の内部に向かって内向きに延在してもよい。他の例では、内側側壁４５０は、直線的に（すなわち、平面的に）延在していない場合がある。例えば、内側側壁４５０は、キャビティ４４０のサイズが下面４３８と比較して上面４３６においてより小さくまたは狭くなるように、下面４３８から上面４３６に向かって直線的に、曲線的に、またはそれらの組み合わせで延在してもよい。そのような一例では、キャビティ４４０を画定するサポートフレーム４３４の内側側壁４５０の一部は、サポートフレーム５３４の厚さの一部に沿って、下面４３８から上面４３６に向かって垂直に延在してもよく、別の部分は、キャビティ５４０の内部に向かって、そこから上面４３６に向かって直線的に角度（すなわち、角度平面）をつけて延在してもよい。
【０１０８】
図９〜１１Ｂは、図３〜５のサポート構造３２のサポートフレーム３４の各キャビティ４０内に、サポート／充填材６０を介して単一の別個の光検出デバイス１１０を結合することを例示している。図９に示すように、サポート材料６０は、サポートフレーム３４の下面３８に隣接するその露出側から、サポートフレーム３４の側壁５０と光検出デバイス１１０の外周との間における端部キャビティ部分５２に導入されてもよい。サポート部材６０は、サポートフレーム３４と光検出デバイス１１０とを確実に結合してもよい。具体的には、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、サポート材料６０は、キャビティ４０内に配置された光検出デバイス１１０の側方側の外周について延在してもよい。サポート材料６０は、それによって、キャビティ４０内に配置された光検出デバイス１１０の側方側の外周とキャビティ４０の側壁５０との間に延在してもよいし、共に結合してもよい。いくつかの例では、サポート材料６０が各キャビティ４０内に堆積された後、サポートフレーム３４の下面３８、サポート材料６０および／または各キャビティ４０内の光検出デバイス（複数可）１１０は、一つ以上のＣＭＰ操作を受けてもよい。例えば、少なくとも一つのキャビティ４０内のサポート材料６０および／または光検出デバイス（複数可）１１０は、サポートフレーム３４の下面３８の少なくとも近接する部分よりも高く（すなわち、上に）延在してもよく、一つ以上のＣＭＰ操作は、サポート材料６０および／または光検出デバイス（複数可）１１０の一部を除去して、サポートフレーム３４の下面３８、サポート材料６０および光検出デバイス（複数可）１１０を平坦化してもよい。
【０１０９】
サポート材料６０は、端部キャビティ部分５２に流入するか、またはそうでなければ導入することが可能な任意の材料であってもよく（第一状態、例えば、液体または粉末の状態など）、サポートフレーム３４とキャビティ４０内の光検出デバイス１１０とを共に（第二状態、例えば、硬化または硬化した状態など）確実に結合させることができる。サポート材料６０は、光検出デバイス１１０の動作（例えば、センサ１１２および／または回路１２４の動作）を妨げないように、電気的に絶縁性または非導電性（または半導体）であってもよい。サポート材料６０は、反応構造の形成、反応構造上の反応部位の形成、照明／検出および／または本開示のフローセルの準備および／または洗浄の間に、試薬溶液および／または他の材料／溶液と接触していてもよい。このように、サポート材料６０は、ＤＮＡグラフト化、クラスタリング、切断、取り込みおよび／または読み取りのために利用されるシーケンシング試薬などのシーケンシング試薬に対して非反応性の一つ以上の材料で構成されていてもよい。例えば、シーケンシング試薬は、水および／または油を含んでもよい。サポート材料６０の例示的な材料としては、シリコン、ガラス（例えば、石英、溶融シリカ、ファイバーグラス、ホウケイ酸ガラス（例えば、Corning（登録商標）Ｅａｇｌｅ ＸＧ（登録商標）ガラスのようなアルカリ土類ボロアルミノケイ酸ガラス）、浮動ホウケイ酸ガラス（例えば、Borofloat（登録商標）３３ガラス）を含む。など）、または他の低自家蛍光ガラス）、セラミックス、ポリマー（例えば、プラスチック、エポキシ、シリコンチャージエポキシまたはUV硬化型エポキシまたは接着剤）、誘電体複合材料またはそれらの組み合わせ等が挙げられる。
【０１１０】
図１０〜１１Ｂに示すように、サポート材料６０が端部キャビティ部分５２を充填し、サポートフレーム３４と少なくとも一つの光検出デバイス１１０とを少なくとも一つのキャビティ４０で固定的に結合した後、サポート構造体３２の残りの部分をそこから除去してもよい。例えば、図１０に示すように、基板４４、およびそれに関連する任意のインターポーザおよび／またはスペーサ層／部材は、サポートフレーム３４の上面３６、光検出デバイス１１０の上面１２２、およびサポート部材６０の上面から除去されてもよい。分離されたサポートフレーム３４、少なくとも一つのキャビティ４０内に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１１０、および堆積されたサポート材料６０は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、中間フローセルデバイス６２を含んでもよい。中間フローセルデバイス６２は、以下でさらに説明するように、一つ以上のフローセルに加工されてもよい。上述したように、図２の光検出デバイス１１０は、図９〜１１Ｂの中間フローセルデバイス６２のサポートフレーム３４のキャビティ４０の配列内に図示されているが、図１の光検出デバイス１０のような他の構成の光検出デバイスは、サポートフレーム３４の少なくとも一つのキャビティ４０内で同様にまたは均等に利用されてもよい。
【０１１１】
サポート構造体３２の他の部分（複数可）から中間フローセルデバイス６２を除去するモードまたは方法は、少なくとも部分的には、サポートフレーム３４および基板４４（および／またはそれに関連する任意のインターポーザおよび／またはスペーサ層／部材）の材料、および／またはそれらの取り付けモードに関連していてもよい。いくつかの構成では、中間フローセルデバイス６２は、サポート構造体３２の残りの部分から脱結合されてもよい。いくつかの構成では、基板４４、および、存在する場合にはそれに関連する任意のインターポーザーおよび／またはスペーサー層／メンバーは、中間フローセルデバイス６２から化学的および／または機械的にエッチングされてもよい。いくつかの構成では、基板４４、および存在する場合にはそれに関連する任意のインターポーザおよび／またはスペーサ層／メンバーは、例えば、前処理（エッジトリミングまたはレーザパターニングなど）の有無にかかわらず、エアブロー、ブレード挿入、真空デボンディング、または機械的リフトを介して、中間フローセルデバイス６２から除去されてもよい。
【０１１２】
図９〜１１Ｂに示すように、いくつかの構成では、単一の別個の光検出デバイス１１０は、サポートフレーム３４の少なくとも一つのキャビティ４０内に配置されてもよい。上述したように、そして図９〜１１Ｂに示すように、そのような構成では、サポート部材６０は、各キャビティ４０において、サポートフレーム３４と単一の別個の光検出デバイス１１０を共に結合するために、サポートフレーム３４の側壁５０と単一の別個の光検出デバイス１１０の外周との間における端部キャビティ部分５２内に配置されてもよい。
【０１１３】
図１２Ａおよび１２Ｂに示すように、いくつかの他の中間フローセルデバイス６６２の構成では、複数の間隔をあけた別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃが、サポートフレーム６３４の少なくとも一つのキャビティ６４０内に配置されてもよい。本明細書では、複数の光検出デバイスの利用を例示するために３つの光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃが使用されているが、任意の数の光検出デバイスが等しく採用されてもよい（例えば、２つの光検出デバイス、３つの光検出デバイス、４つの光検出デバイス、５つの光検出デバイスなど）ことに留意されたい。図１２Ａおよび１２Ｂの中間フローセルデバイス６６２は、図１１Ａおよび１１Ｂの中間フローセルデバイス６２と類似しており、したがって、「１」とは対照的に「６」で先行する同様の参照数字が、同様の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明瞭さの目的のために繰り返されていない。 
【０１１４】
図１２Ａおよび１２Ｂに示すように、中間フローセルデバイス６６２のそのような構成において、サポート部材６６０は、サポートフレーム６３４と光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃを共に結合するために、サポートフレーム６３４の側壁６５０と、それに隣接するおよび／または向かい合う間隔をあけられた複数の別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの外周との間における端部キャビティ部分６５２内に配置されていてもよい。さらに、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは、キャビティ６４０の間質またはデバイス間部分６５３が、隣接する別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの間に配置されるように、互いに間隔をあけて配置されてもよい。サポート部材６６０は、隣接する別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃを共に結合してサポートフレーム６３４に結合するために、隣接する別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの間における間隙部分６５２内に配置されていてもよい。このようにして、サポート部材６６０は、キャビティ６４０内に配置された間隔をあけられた別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの外周について延在してもよい。
【０１１５】
図１３Ａおよび１３Ｂに示すように、いくつかの他の中間フローセルデバイス７６２の構成では、統合された、結合された、または間隔をあけない別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの複数が、サポートフレーム７３４の少なくとも一つのキャビティ７４０内に配置されてもよい。図１３Ａおよび１３Ｂの中間フローセルデバイス７６２は、図１１Ａおよび１１Ｂの中間フローセルデバイス６２および図１２Ａおよび１２Ｂの中間フローセルデバイス６６２と類似しており、したがって、「１」または「６」とは対照的に、それぞれ「７」で先行する類似の参照数字は、類似の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。 
【０１１６】
図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、中間フローセルデバイス７６２のそのような構成では、サポート材料７６０は、サポートフレーム７３４と光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃを共に結合するために、サポートフレーム７３４の側壁７５０と、それに隣接しておよび／または向き合っている複数の一体的、結合されたまたは非間隔の異なる光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの露出した周辺側との間における端部キャビティ部分７５２内に配置されていてもよい。複数の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは、一体的に、結合されているか、または非間隔であるので、キャビティ部７４０は、隣接するデバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの間には延在していない（したがって、サポート部材７６０は、隣接するデバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの間には延在していない）。上述したように、複数の別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは、複数の統合または結合された別個の光検出デバイス１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃのウェハの一部として製造されてもよい。デバイスのウェハは、（図１０〜１２Ｂに示されるような）単一の別個の光検出デバイスおよび／または（図１３Ａ及び１３Ｂに示されるような）複数の統合または結合された別個の光検出デバイス（任意の数の個々の別個のデバイスから構成される）にダイシングされてもよい。
【０１１７】
図１４は、フレーム８３４およびその一つ以上のキャビティ８４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１０を介して形成された中間フローセルデバイス８６２を示すが、ベース基板または関連するインターポーザおよび／またはスペーサ層を含まない。図１４の中間フローセルデバイス８６２は、図１１Ａおよび１１Ｂの中間フローセルデバイス６２、図１２Ａおよび１２Ｂの中間フローセルデバイス６６２、および図１３Ａおよび１３Ｂの中間フローセルデバイス７６２と類似しており、したがって、「８」で先行する類似の参照数字は、類似の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それらに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。図１５Ａおよび図１５Ｂでは、単一の光検出デバイス１１０のみが各キャビティ８４０内に図示されているが、上述したように、キャビティ８４０は、複数の間隔をあけた光検出デバイス１１０を含んでもよく、サポート部材８６０は、隣接する間隔をあけた光検出デバイス１１０の間に延在してもよい。さらに、各キャビティ８４０に図１の光検出デバイス１０が示されているが、上で議論したように、他の光検出デバイス１０も同様に利用されてもよく、例えば、図２の光検出デバイス１１０のようなものである。
【０１１８】
中間フローセルデバイス８６２は、サポートフレーム８３４およびサポート部材８６０のキャビティ８４０の構成において、中間フローセルデバイス６２、中間フローセルデバイス６６２および中間フローセルデバイス７６２とは異なる。図１４に示すように、キャビティ８４０は、サポートフレーム８４０の厚みを通って部分的にのみ延在している。キャビティ８４０は、上面８３６から、その一部を通ってサポートフレーム８４０の下面８３８に向かって延在している。サポートフレーム８４１の下部部分８４１は、それによって、図１４に示すように、キャビティ８４０の下部表面８４３とサポートフレーム８４０の下部表面８３８との間に延在する。 
【０１１９】
図１４にも示されているように、サポート材料８６０の底層または部分８６３は、キャビティ８４０の下面８４３の上に延在してもよく、少なくとも一つの光検出デバイス１０は、その上に配置されてもよい。このように、サポート材料８６０の底層または部分８６３は、少なくとも一つの光検出デバイス１０の下面２６と各キャビティ８４０の下面８４３との間に延在してもよい。 
【０１２０】
いくつかの例では、サポート材料８６０は、その下部部分８６３を形成するためにキャビティ８４０の下面８４３上に最初に提供されてもよく、その上に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１０は、サポート材料８６０の下部部分８６３が、さらなる処理のために、少なくとも一つの光検出デバイス１０をそれぞれのキャビティ８４０内の所定の位置に結合するか、またはそうでなければ保持するように、配置される。例えば、サポート材料８６０の下部部分８６３の上／上に少なくとも一つの光検出デバイス１０を配置した後（例えば、サポート材料８６０の下部部分８６３の露出した上面に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１０の下部表面２６）、追加のサポート材料８６０を、サポートフレーム８３４の側壁８５０と少なくとも一つの光検出デバイス１０の外周との間における端部キャビティ部分８５２内に導入して、サポート材料８６０の（先に形成された）下部部分８６３の露出した部分の上に導入してもよい。いくつかの他の例では、サポート材料８６０の下部部分８６３は存在しなくてもよく、少なくとも一つの光検出デバイス１０は、サポートフレーム８４０の下面８３８上に直接配置されてもよい（または、別の層または材料がその間に配置されてもよい）。
【０１２１】
図１５Ａおよび１５Ｂに示すように、中間フローセルデバイス９６２を形成した後、キャビティ９４０内のサポート材料９６０の上面９６１が露出してもよい。図１５Ａおよび１５Ｂの中間フローセルデバイス９６２は、図１１Ａおよび１１Ｂの中間フローセルデバイス６２、図１２Ａおよび１２Ｂの中間フローセルデバイス６６２、図１３Ａおよび１３Ｂの中間フローセルデバイス７６２、および図１４の中間フローセルデバイス８６２と類似しており、したがって、「９」で先行する同様の参照数字は、同様の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。例えば、中間フローセルデバイス９６２は、サポートフレーム９３４の上面９３６、サポート部材９６０の上面９６１、および光検出デバイス１１０の上面１２２からのサポート基板および任意の関連するインターポーザ層およびスペーサ層の除去または分離を介して形成されてもよい。代替的に、中間フローセルデバイス９６２は、キャビティ８４０がサポートフレーム８３４を通って部分的にのみ延在する場合など、サポート基板なしで形成されてもよい。
【０１２２】
図１５Ａおよび１５Ｂに示されているように、サポート部材９６０の露出した上面９６１の少なくとも一部は、サポートフレーム９３１の上面／側９３６と、それぞれのキャビティ９４０内に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１１０の隣接する上面１２２との間で、下に延在していてもよい。図１５Ａおよび図１５Ｂでは、単一の光検出デバイス１１０のみが図示されているが、上述のように、キャビティ９４０は、複数の間隔をあけた光検出デバイス１１０を含んでもよく、サポート部材９６０は、隣接する間隔をあけた光検出デバイス１１０の間に延在してもよい。そのような例では、サポート材料９６０のそのような部分の上面９６１は、隣接する光検出デバイス１１０の上面１２２よりも下に、そしてその間に延在していてもよい。各キャビティ９４０全体に配置されたサポート材料９６０の上面９６１は、それによって、サポートフレーム９３１の上面９３６よりも下に配置された凹状の上面部分と、各キャビティ９４０内に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上面部分１２２との間に配置された凹状の上面部分とを含んでもよい。
【０１２３】
いくつかのそのような中間フローセルデバイス９６２において、図１５Ａに示すように、それぞれのキャビティ９４０内に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上側部分１２２は、その上に延在する反応構造を含んでいなくてもよい。図１５Ｂに示すように、いくつかのそのような中間フローセルデバイス９６２において、反応構造１２０は、複数のナノウェル１６がそこから延在する平面的な上面を形成するために、その任意の凹部を埋める、それぞれのキャビティ９４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上側部分１２２およびサポート材料９６０の上側部分９６１の上に配置されてもよい。 
【０１２４】
反応構造体１２０は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の活性領域の全体にわたって、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上部部分１２２上に配置され得ることに留意されたい。反応構造体１２０の平面的な上面は、それによって、それぞれのキャビティ９４０内でサポート材料９６０の上に配置された反応構造体１２０の部分の上面を含んでもよく、反応構造体１２０の間質領域の上面は、それぞれのキャビティ９４０内で少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上に配置されてもよい。それぞれのキャビティ９４０内でサポート材料９６０の上に配置された反応構造１２０の部分の上面、およびそれぞれのキャビティ９４０内で少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上に配置された反応構造１２０の間質領域の上面は、それによってコプレーナであってもよい。
【０１２５】
図１５Ｂにも示されているように、反応構造１２０は、さらに、サポートフレーム９３４の上面９３６上に延在してもよい。反応構造体１２０の平面的な上面は、それによって、それぞれのキャビティ９４０についてサポートフレーム９３４の少なくとも上面９３６の上に延在してもよい。それぞれのキャビティ４０内でサポート材料９６０の上に配置された反応構造１２０の部分の上面、それぞれのキャビティ９４０についてサポートフレーム９３４の上面９３６の上に配置された反応構造１２０の部分の上面、およびそれぞれのキャビティ９４０内で少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上に配置された反応構造１２０の間質領域の上面は、それによって、コプラナーであってもよい。
【０１２６】
反応構造１２０を形成するために使用され得る層形成プロセスは、フォトリソグラフィー、エッチング（例えば、反応性イオンエッチング）、スパッタリング、堆積、キャスティング（例えば、スピンコーティング）、化学堆積、電着、エピタキシー、熱酸化、物理堆積などを含む。いくつかの例では、反応構造１２０は、シャドウ法を用いて形成されてもよい。いくつかの例では、反応構造１２は、ナノインプリントリソグラフィー（ＮＩＬ）などのナノリソグラフィーを用いて形成されてもよい。一例では、反応構造１２０は、少なくとも部分的に、サポートフレーム９３４の上面９３６に配置された紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の上面１２２、およびサポート材料９６０の上面９６１の一つ以上の層を介して、一つ以上のＮＩＬ関連プロセスを介してそれぞれのキャビティ９４０内に形成されてもよい。
【０１２７】
一例では、反応構造体１２０は、反応凹部１６（例えば、ナノウェル）の配列を有するように構成された光検出デバイス１１０の少なくとも上部部分１２２の上に配置された少なくとも一つの層を含んでいてもよい（図１に関して上述したように）。別の例では、反応構造体１２０の少なくとも一つの層は、予め形成された反応凹部１６を含んでもよい。任意選択的に、反応構造体１２０の少なくとも一つの層は、反応凹部１６の少なくとも一部を形成するために、その一部を除去するためにエッチングされてもよい。
【０１２８】
他の一つの例では、反応凹部１６を有する反応構造体１２０は、反応構造体１２０の少なくとも一つの層を形成することによって形成されてもよい。例えば、ＮＩＬ材料は、光検出デバイス１１０の少なくとも上部部分１２２の上に堆積されてもよい。ＮＩＬ材料は、ＮＩＬ技術を用いてインプリントすることが可能な材料から構成されていてもよい。例えば、ＮＩＬ材料は、ポリマーから構成されてもよい。次に、ＮＩＬ材料は、ＮＩＬ層の反応凹部１６を形成する特徴のパターンを有するモールド（テンプレートとも呼ばれる）を用いて、インプリントまたはスタンプされてもよい。いくつかの構成では、鋳型は、紫外線または可視光がそこを伝搬することを可能にするために透明である。そのような構成では、ＮＩＬ材料は、金型がＮＩＬ材料に押し込まれている間に紫外線または可視光によって硬化する光硬化性ポリマーから構成されてもよい。したがって、ＮＩＬ材料は、反応凹部１６を形成するために硬化（例えば、硬化）してもよい。このプロセスは、ステップアンドフラッシュインプリントリソグラフィー（ＳＦＩＬ）と同一または類似していてもよい。他の構成では、ＮＩＬ材料は、熱エネルギーおよび／または圧力の印加によって硬化してもよい。
【０１２９】
図１６Ａ〜１６Ｄは、中間フローセルデバイス１０６２を介して形成されたフローセルがそれによって利用されるときに、バイオセンサおよび／またはバイオアッセイシステムにデータ信号を送信するように、（その光センサ１１６によって検出された光子に基づいて）少なくとも一つの光検出デバイス１１０の回路１２４からのデータ信号を、それぞれのキャビティ１０４０内で送信または導通することができるように、中間フローセルデバイス１０６２の裏面に複数の裏面電気接点１０７２を形成する例示的なプロセスを示したものである。中間フローセルデバイス１０６２は、図１１Ａおよび１１Ｂの中間フローセルデバイス６２の構成で示されているが、中間フローセルデバイス１０６２は、図１２Ａおよび１２Ｂの中間フローセルデバイス６６２の構成、または図１３Ａおよび１３Ｂの中間フローセルデバイス７６２の構成のように、異なる構成であってもよく、したがって、「１０」で先行する同様の参照数字は、同様の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されることはない。中間フローセルデバイス１０６２の裏面接点１０７２が、それぞれのキャビティ１０４０内で少なくとも一つの光検出デバイス１１０の裏面ビア１２８に結合されていることに留意されたい。したがって、中間フローセルデバイス１０６２は、図２の光検出デバイス１１０を利用して示されているが、裏面ビア１２８を含む他の光検出デバイス構成も同様に利用されてもよい。
【０１３０】
図１６Ａおよび１６Ｂに示すように、非電気的に導電性の基板または材料１０７０は、中間フローセルデバイス１０６２の裏面に配置される。図１６Ａおよび１６Ｂにも示されているように、基板１０７０の裏面１０７４は、それに結合された露出した複数の電気的に導電性の裏面接点１０７２を含む。裏面接点１０７２は、少なくとも部分的に基板１０７０の裏面１０７４内に埋め込まれていてもよい。裏面接点１０７２（潜在的に分離して別個の裏面接点１０７２）は、各キャビティ１０４０内の各光検出デバイス１１０の各裏面ビア１２８（すなわち、排他的に関連付けられたビア１２８）のために提供されてもよい。図１６Ｂに示すように、隣接する裏側接点１０７２は、互いに間隔をあけて配置されてもよく、基板１０７０の一部は、その間に延在してもよい。 
【０１３１】
基板１０７０は、ポリマー（例えば、エポキシ）、シリコン、ガラス、セラミック、またはそれらの組み合わせなどの任意の電気的に非導電性の材料または半導体材料から構成されていてもよい。裏面接点１０７２は、金属（例えば、銅）などの任意の導電性材料で構成されてもよい。いくつかの例では、基板１０７０および裏面接点１０７２は、プリント回路基板を含んでもよい。
【０１３２】
図１６Ｂに示すように、基板１０７０および／または裏面接点１０７２は、サポートフレーム１０３４の各キャビティ１０４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１１０の裏面１２６と少なくとも部分的に整列する（例えば、重なる）貫通孔１０７６を含んでもよい。貫通穴１０７６は、それによって、各キャビティ１０４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１１０の裏面１２６において、スペーサ１３０（設けられている場合）とベースウエハ部分１１４を通って延在するビア１２８との間における開口／空間と少なくとも部分的に配列される（例えば、重なる）。
【０１３３】
図１６Ｃに示すように、導電性のワイヤまたは他の構造物１０８０は、各キャビティ１０４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１１０のビア１２８と、隣接するまたは関連する裏面接点１０７２との間に結合されてもよい。ワイヤ１０８０は、金属（例えば、銅）などの任意の導電性材料で構成されてもよい。ワイヤ１０８０は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の回路１２４のビア１２８から裏面接点１０７２にデータ信号を伝送することができる。各ワイヤ１０８０は、それによって、中間フローセルデバイス１０６２の裏面のそれぞれの接点１０７２から、隣接するまたは関連するスルーホール１０７６の中に、そしてそれを通って、図１６Ｃに示すように、サポートフレーム１０３４のキャビティ１０４０内の光検出デバイス１１０のそれぞれのビア１２８に延在していてもよい。いくつかの例では、ワイヤ１０８０は、貫通孔１０７６の内側側壁から内側に間隔をあけて配置されてもよい。
【０１３４】
ワイヤ１０８０が、それぞれのビア１２８と裏面接点１０７２との間に結合された状態で、ワイヤ１０８０は、図１６Ｄに示すように、絶縁性部分１０８２内に覆われ、封入され／封入されていてもよい。絶縁性部分１０８２は、ワイヤ１０８０を電気的に絶縁するように、電気的に絶縁性の材料で構成されてもよい。図１６Ｄに示すように、絶縁性部分１０８２は、貫通孔１０７６に露出する各キャビティ１０４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１１０の裏面１２６の部分（または全体）を覆ってもよい。例えば、絶縁性部分１０８２は、キャビティ１０４０を有する各光検出デバイス１１０のスペーサ１３０（設けられている場合）の間における空間を、延在して埋めてもよい。
【０１３５】
各絶縁性部分１０８２はまた、貫通孔１０７６を充填し、裏面接点１０７２の露出部分を形成するように、各キャビティ１０４０に関連付けられた裏面接点１０７２の一部のみを越えて延在してもよい。例えば、絶縁性部分１０８２は、それぞれの貫通孔１０７６に近接している（例えば、隣接している）裏面接点１０７２の部分のように、それぞれのワイヤ１０８０と結合する（およびワイヤ１０８０を包囲する）裏面接点１０７２の部分の上にのみ延在してもよい。裏面接点１０７２のうち、絶縁性部分１０８２がキャビティになっている部分（例えば、それぞれの貫通孔１０７６に遠位にある部分）は、それによって露出したままになっていてもよい。裏面接点１０７２の露出した部分は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０からのデータ信号をそこに送信するために、別の構造物またはデバイスに結合することができる。絶縁部分１０８２が形成された後、以下でさらに説明するように、中間フローセルデバイス１０６２は、そこから一つ以上のフローセルを形成するためにダイシングされてもよいことに留意されたい。例えば、中間フローセルデバイス１０６２は、光検出デバイス１１０上の反応構造の形成（既に形成されていない場合）、光検出デバイス１１０の反応構造上の反応部位の形成、および／または、蓋（リディング（lidding））の形成に先立って、または後続して、ダイシングされてもよい。
【０１３６】
図１７Ａ〜１７Ｃは、中間フローセルデバイス１１６２を介して形成されたフローセルがそれによって利用されるときに、データ信号をバイオセンサおよび／またはバイオアッセイシステムに送信するように、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の回路１２４からのデータ信号を（その光センサ１１６によって検出された光子に基づいて）それぞれのキャビティ１１４０内で送信または導通することができる、中間フローセルデバイス１１６２の裏面に複数の裏面電気接点１１７２を形成する別のプロセスを例示したものである。図１７Ａ〜１７Ｃの複数の裏面電気接点１１７２および中間フローセルデバイス１１６２を形成するプロセスは、図１６Ａ〜１６Ｄのプロセスおよび中間フローセルデバイス１０６２と類似しており、したがって、「１１」で始まる同様の参照数字は、同様の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明瞭さの目的のために繰り返されない。
【０１３７】
図１７Ａに示すように、電気的に導電性の裏側接点１１７２は、サポートフレーム１１３４の下面１１３８に設けられている。例えば、図１７Ａに示すように、裏側接点１１７２は、サポートフレーム１１３４の下面１１３８に少なくとも部分的に埋め込まれていてもよい。図１７Ａに示すように、隣接する裏側接点１１７２は、互いに間隔をあけて配置されてもよく、サポートフレーム１１３４の一部がその間に延在してもよい。いくつかの例では、裏側接点１１７２は、サポートフレーム１１３４のキャビティ１１４０の底部部分（すなわち、キャビティ１１４０を形成するサポートフレーム１１３４の側壁１１５０の一部）を含んでもよい。一実施例では、裏面接点１１７２およびサポートフレーム１１３４は、プリント回路基板を含んでもよい。図１７Ｂに示すように、ワイヤ１１９０は、光検出デバイス１１０の各ビア１２８から、その裏面１２２を越えて、近位の（例えば、隣接する）裏面接点１１７２に延在してもよい。ワイヤがビア１２８および裏面接点１１７２に結合された後、図１７Ｃに示すように、裏面１２２の光検出デバイス１１０の全体およびワイヤ１１８０が結合される裏面接点１１７２の一部は、絶縁性部分１１８２によって覆われる。ワイヤ１１８０もまた、絶縁性部分１１８２によって完全に包まれている。絶縁性部分１１８２は、少なくとも一つの光検出デバイス１１０からのデータ信号をそこに送信するために別の構造物またはデバイスと嵌合するための露出した部分を残すために、裏面接点１１７２の一部を覆うだけである。絶縁性部分１１８２が形成された後、以下でさらに説明するように、中間フローセルデバイス１１６２は、そこから一つ以上のフローセルを形成するためにダイシングされてもよいことに留意されたい。例えば、中間フローセルデバイス１１６２は、光検出デバイス１１０上の反応構造の形成（既に形成されていない場合）、光検出デバイス１１０の反応構造上の反応部位の形成、および／または、蓋（リディング（lidding））の形成に先立って、または後続して、ダイシングされてもよい。
【０１３８】
図１８Ａ〜１８Ｃは、中間フローセルデバイス１２６２を介して形成されたフローセルがそれによって利用されるときに、データ信号をバイオセンサおよび／またはバイオアッセイシステムに送信するように、少なくとも一つの光検出デバイス１１０の回路１２４からのデータ信号を（その光センサ１１６によって検出された光子に基づいて）それぞれのキャビティ１２４０内で送信または導通することができる、中間フローセルデバイス１２６２の裏面に複数の裏面電気接点１２７２を形成する別のプロセスを例示したものである。図１８Ａ〜１８Ｃの複数の裏面電気接点１２７２および中間フローセルデバイス１２６２を形成するプロセスは、図１６Ａ〜１６Ｄのプロセスおよび中間フローセルデバイス１０６２および図１７Ａ〜１７Ｃのプロセスおよび中間フローセルデバイス１１６２と類似しており、したがって、「１２」で先行する類似の参照数字は、類似の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されない。
【０１３９】
図１８Ａに示すように、中間フローセルデバイス１２６２は、裏面１２６のスペーサがキャビティである各キャビティ１２４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１１０を含んでもよい。しかしながら、代替例では、（図２に示すように）一つ以上のキャビティ１２４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１１０は、裏面１２６上のスペーサを含んでもよい。図１８Ａに示すように、光検出デバイス１１０の電気回路１２４のビア１２８は、裏面１２６で露出してもよい。一実施例では、図１８Ａに示すように、光検出デバイス１１０の裏面１２６におけるビア１２８の露出した端部は、サポートフレーム１２３４の裏面１２３８および／または裏面と実質的に整列（例えば、共平面）していてもよい。
【０１４０】
図１８Ｂに示すように、複数の電気的に導電性のインター接点１２７８は、中間フローセルデバイス１２６２の裏面上に配置することができる。インター接点１２７８は、関連する光検出デバイス１１０からのデータ信号を伝送するように、金属（例えば、銅）のような任意の導電性材料で構成されてもよい。各インター接点１２７８は、光検出デバイス１１０の裏面１２６のそれぞれのビア１２８の露出した端面に電気的に結合され、光検出デバイス１１０に隣接するチャネル１２５２内の充填材１２６０の裏面１２６５、およびサポートフレーム１２３４の裏面１２３８の一部に亘って延在している。図１８Ｂに示すように、サポートフレーム１２３４の裏面１２３８上の隣接するインター接点１２７８は、互いに間隔をあけて配置されてもよく、サポートフレーム１２３４の一部がその間に延在してもよい。同様に、光検出デバイス１１０の裏面１２６上の隣接するインター接点１２７８は、互いに間隔をあけていてもよい。
【０１４１】
光検出デバイス１１０のビア１２８に電気的に結合されるように、サポートフレーム１２３４の裏面１２３８、充填材料１２６０の裏面１２６５、および光検出デバイス１１０の裏面１２６に配置されたインター接点１２７８により、複数の裏面接点１２７２は、図１８Ｃに示すように、それらが電気的に結合されるようにインター接点１２７８の部分の上に（例えば、上に）配置されてもよい。いくつかの例では、裏面接点１２７２は、図１８Ｃに示すように、サポートフレーム１２３４および／または充填材１２６０の上に（完全にまたは部分的に）配置されているようなインター接点１２７８の部分上に配置されてもよい。
【０１４２】
図１８Ｃにも示されているように、絶縁性材料１２８２はまた、インター接点１２７８の上に配置されてもよい。絶縁性材料１２８２は、インター接点１２７８の露出した表面領域の上に延在してもよい。また、絶縁性材料１２８２は、光検出デバイス１１０の裏面１２６の上、および隣接するインター接点１２７８と裏面接点１２７２との間におけるサポートフレーム１２３８の下面１２３８の上に延在していてもよい。このようにして、絶縁性材料１２８２は、中間フローセルデバイス１２６２の裏面を、裏面接点１２７２のために、覆っても包んでもよい。裏側接点１２７２の露出した部分は、それによって、少なくとも一つの光検出デバイス１１０からのデータ信号をそこに伝送するために、別の構造物またはデバイスと嵌合することができる。絶縁性材料１２８２および裏面接点１２７２が形成された後、以下でさらに説明するように、中間フローセルデバイス１２６２は、そこから一つ以上のフローセルを形成するためにダイシングされてもよいことに留意されたい。例えば、中間フローセルデバイス１２６２は、光検出デバイス１１０上の反応構造の形成（既に形成されていない場合）、光検出デバイス１１０の反応構造上の反応部位の形成、および／または例えばリディングの形成に先立って、または後続してダイシングされてもよい。
【０１４３】
図１９Ａ〜１９Ｃは、中間フローセルデバイス１３６２を介して形成されたフローセルがそれによって利用される場合に、バイオセンサおよび／またはバイオアッセイシステムにデータ信号を伝送するように、少なくとも一つの光検出デバイス１０の回路２４からのデータ信号を（その光センサ１６によって検出された光子に基づいて）それぞれのキャビティ１３４０内で伝送または導通することができる、中間フローセルデバイス１３６２の裏面に複数の裏面電気接点１３７２／１３９８を形成するプロセスを例示したものである。図１９Ａ〜１９Ｃの複数の裏面電気接点１３７２および中間フローセルデバイス１３６２を形成する工程は、図１６Ａ〜１６Ｄの工程および中間フローセルデバイス１０６２、図１７Ａ〜１７Ｃの工程および中間フローセルデバイス１１６２、および図１８Ａ〜１８Ｃのプロセスおよび中間フローセルデバイス１２６２と類似しており、したがって、「１３」で先行する類似の参照数字は、類似の構成要素、態様、機能、プロセスまたは機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は、同様に適用され、簡潔さおよび明確さの目的のために繰り返されることはない。さらに、図１の光検出デバイス１０は、各キャビティ１３４０内に示されているが、上述したように、他の光検出デバイス、例えば図２の光検出デバイス１１０のような光検出デバイスも同様に利用されてもよい。そのベースウェハ部分１４を通って延在するビアがキャビティである光検出デバイスは、サポートフレーム１３６２および中間フローセルデバイス１３６２を形成するために有利に利用され得ることに留意されたい。
【０１４４】
図１９Ａに示すように、中間フローセルデバイス１３６２は、上面１３３６から下面１３３８まで貫通して延在する複数の導電性ビア１３８４を有するサポートフレーム１２２４を含む。ビア１３８４は、関連する光検出デバイス１１０からのデータ信号を伝送するために、金属（例えば、銅）などの任意の導電性材料で構成されてもよい。図１９Ａに示すように、サポートフレーム１３３４の下面１３３８（すなわち、中間フローセルデバイス１３６２の裏面）におけるビア１３８４の部分は、露出しており、裏面電気接触部分１３７２を形成している。同様に、同様に、図１９Ａに示すように、サポートフレーム１３３４の上面１３３６におけるビア１３８４の部分（すなわち、中間フローセルデバイス１３６２の前面側）は、露出して、前面側電気接触部分１３７３を形成する。裏側電気接触部分１３７２および／または表側電気接触部分１３７３は、図１９Ａに示すように、そこから延在するビア１３８４の内側部分よりも拡大されてもよい（例えば、より大きな断面積を規定する）。
【０１４５】
サポートフレーム１３３４の隣接するビア１３８４は、互いに間隔をあけてもよく、サポートフレーム１３３４の一部は、その間に延在してもよい。例えば、図１９Ａに示すように、隣接するフロントサイド電気接触部分１３７３は、互いに間隔をあけてもよく、サポートフレーム１３３４の上面１３３６におけるサポートフレーム１３３４の一部は、その間に延在してもよい。同様に、隣接する裏面電気接触部分１３７２は、互いに間隔をあけてもよく、サポートフレーム１３３４の下面１３３８におけるサポートフレーム１３３４の一部は、その間に延在してもよい。
【０１４６】
図１９Ｂに示すように、複数の電気的に導電性のインター接点１３８６は、サポートフレーム１３３４の各キャビティ１３４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１０のデバイスサーキュイティ２４を、サポートフレーム１３３４のビア１３８４の前側の電気的接触部分１３８６と電気的に結合するために、中間フローセルデバイス１３６２の前側に配置されてもよい。各インター接点１３８は、回路２４の露出した部分を含む光検出デバイス１０の上面２２の部分、端部キャビティ部分１３５２内の光検出デバイス１０に隣接するサポート部材１３６０の上面、およびビア１３８４の前側電気接触部分１３７の露出した上面を越えて延在してもよい。インター接点１３８は、それによって、少なくとも一つの光検出デバイス１０からのデータ信号がそこを通って（すなわち、伝導されて）裏側電気接触部分１３７３に伝送されるように、キャビティ１３４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１０のデバイスサーキュイティ２４を、サポートフレーム１３３４を通って延在するビア１３８４に電気的にカップルさせてもよい。
【０１４７】
図１９Ｃに示すように、絶縁性材料部分１３８２は、インター接点１３８６の上に配置されてもよい。絶縁性材料部分１３８２は、少なくともインター接点１３８６の露出した表面領域の上に延在してもよい。また、絶縁性材料部分１３８２は、隣接するインター接点１３８６の間におけるサポートフレーム１３３４の上面１３３６の上に延在していてもよい。このようにして、絶縁性材料１３８２は、上面において、電気的に導電性の構成要素の少なくとも一部または中間フローセルデバイス１２６２の一部を覆ってもよいし、包んでもよい。絶縁性材料１３８２は、図１９Ｃに示すように、実質的に平面および／または平滑である露出した上面１３８３を含んでもよい。例えば、絶縁性材料１３８２の上面１３８３は、サブミクロンスケールの表面粗さを含んで／画定してよい。そのようないくつかの例では、絶縁性材料１３８２の上面１３８３は、５０ｍｎ以下、または１０ｎｍ以下の表面粗さを含んで／画定してもよい。一例では、絶縁性材料１３８２の上面１３８３は、１〜２ｎｍの範囲内の表面粗さを含んでも／画定してもよい。
【０１４８】
裏面接点１３７２の露出した部分は、それぞれの光検出デバイス１０からのデータ信号を送信するために、別の構造物またはデバイスと嵌合することができる。例えば、図１９Ｃに示すように、導電性リード線またはボール１３９８（例えば、部分的な球体）、またはビア１３８４の裏面電気接点部分１３７３の露出した表面の上に（例えば、上に）配置されて、キャビティ１３４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１０の信号を、例えばバイオセンサおよび／またはバイオアッセイシステムに送信または導通させることができる。ボール１３９８は、金属ハンダのような任意の導電性材料で構成されてもよい。各ボール１３９８は、図１９Ｃに示すように、それぞれの裏面電気接触部分１３７３の露出した表面、それぞれの裏面電気接触部分１３７３に隣接するサポート部材１３６０の露出した下面、およびそれぞれの裏面電気接触部分１３７３に関連する光検出デバイス１０の裏面２６の一部の上に延在していてもよい。ボール１３９８は、中間フローセルデバイス１３６２（および最終的には、それによって形成される一つまたは複数のフローセル）のボールグリッド配列（ＢＧＡ）タイプの表面実装パッケージング構成を含んでもよい。
【０１４９】
少なくとも一つのフローセルは例えば、光検出デバイス上に反応構造を形成すること、光検出デバイスの反応構造上に反応部位を形成すること、光検出デバイスの蓋をすること、および／または中間フローセルデバイスをダイシングすることによって、本明細書に開示された中間フローセルデバイスから形成されてもよい。さらに、中間フローセルを、少なくとも一つの光検出デバイスと、その上に延在する蓋と、光検出デバイスと蓋との間に形成された流路とを含む一つ以上の離散的なセルにダイシングすることにより、中間フローセルを介して少なくとも一つのフローセルを形成してもよい。上述したように、サポートフレーム１３３４は、例えば、蓋および／またはダイシング操作の間にアライメントを補助するための視覚的な表示を含んでもよい。
【０１５０】
いくつかの例では、一つ以上のフローセルはその少なくとも一つの光検出デバイスに電気的に結合された裏面接点の形成に先立って、中間フローセルを介して形成されてもよい。例えば、少なくとも一つのフローセル１３０２は、図１９Ａの中間フローセルデバイス１３６２、図１６Ａの中間フローセルデバイス１０６２、図１７Ａの中間フローセルデバイス１１６２、図１８Ａの中間フローセルデバイス１２６２、または図１９Ｂもしくは１９Ｃの中間フローセルデバイス１３６２から形成されてもよい。いくつかの他の例では、一つ以上のフローセルはその少なくとも一つの光検出デバイスに電気的に結合された裏面接点の形成に続いて、中間フローセルを介して形成されてもよい。例えば、少なくとも一つのフローセル１３０２は、図１６Ｄの中間フローセルデバイス１０６２、図１７Ｃの中間フローセルデバイス１１６２、図１８Ｃの中間フローセルデバイス１２６２、または図１９Ｃの中間フローセルデバイス１３６２から形成されてもよい。
【０１５１】
図２０は、図１９Ｃの中間フローセルデバイス１３６２から形成された一つまたは複数のフローセル１３０２を例示している。図１９Ｂの中間フローセルデバイス１３６２は、図２０の一つ以上のフローセル１３０２を形成するように図示されているが、図１６Ａまたは１６Ｄの中間フローセルデバイス１０６２、図１７Ａまたは１７Ｃの中間フローセルデバイス１１６２、図１８Ａ、１８Ｂまたは１８Ｃの中間フローセルデバイス１２６２、または図１９Ａまたは１９Ｂの中間フローセルデバイス１３６２は、例えば、同様に採用されてもよい。
【０１５２】
図２０に示すように、蓋／カバー１３９６は、中間フローセルデバイス１３６２の前面／上面に亘って延在していてもよい。例えば、図２０に示すように、蓋１３９６の下面１３９７は、中間フローセルデバイス１３６２の露出した上面、例えば、絶縁性材料１３８２の上面１３８３に付着してもよい。このようにして、蓋１３９６は、各キャビティ１３４０内に配置された少なくとも一つの光検出器１０の上面部分２０の上に延在してもよく、これは、上述したような検出器表面を有する反応構造を含んでもよい。
【０１５３】
図２０に示すように、蓋１３９６の下面１３９７は、流路１３９０がその間に形成されるように、各キャビティ１３４０内に配置された少なくとも一つの光検出デバイス１０の上部部分２２の上に間隔をあけて配置されてもよい。各流路１３９０は、関連する少なくとも一つの光検出デバイス１０の反応構造２０の検出器表面に沿って、反応溶液などの流体を導くように構成されている（例えば、大きさおよび形状）。図２０に示すように、流路１３９０の横方向の面は、絶縁性材料１３８２および／または前側電気接触部分１３８６によって画定されてもよい。流路１３９０の領域は、各キャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０と実質的に整列／重なってもよい。例えば、流路１３９０の領域は、図２０に示すように、各キャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域と実質的に整列し、かつ一致／重なっていてもよい。いくつかの他の例では、流路１３９０の領域は、図２１に示されるように、各キャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域と実質的に整列し、かつ各キャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域を超えて延在していてもよい。上述したように、サポートフレーム１３３４は、蓋１３９６の位置合わせを補助するための視覚的表示を含んでもよい。
【０１５４】
いくつかの例では、流路１３９０は、例えば、約５０〜４００μｍの範囲内の高さ（蓋１３９６の下面１３９７と少なくとも一つの光検出器１０の上側部分２２（例えば、その検出面）との間に延在する高さ）を含んでもよく、それ以上の高さは、例えば、約８０〜２００μｍの範囲内の高さを含んでもよい。一例では、流路１３９０の高さは約１００μｍである。蓋１３６２の全体的な厚さは、例えば、約３００μｍから約１０００μｍの範囲内であり得る。
【０１５５】
他のいくつかの例では、蓋１３９６は、少なくとも一つの光検出器１０、サポート材料１３６０および／またはサポートフレーム１３３４の上面に間接的に結合されてもよく、それは、少なくとも部分的に流路１３９０の横方向の面を画定してもよいし、そうでなくてもよい、絶縁材料１３８２および／または前側電気接触部分１３８６以外の介在層／割合を介して結合されてもよい。他の例では、蓋１３６２は、少なくとも一つの光検出器１０、サポート材料１３６０および／またはサポートフレーム１３３４の上面に直接結合されてもよい（例えば、低自家蛍光性接着剤を介して直接結合されるような、その絶縁性材料またはそのビア１３８４）。そのような例では、蓋１３６２は、少なくとも一つの光検出器１０の上側部分２２の上に、少なくとも一つの光検出器１０の上に延在する蓋１３９６の下面１３９７を空間にする側壁部分を含んでもよい。そのような蓋１３６２の側壁部分は、流路１３９０の横方向の面を規定してもよい。
【０１５６】
図２０にも示されているように、蓋１３６２は、流路１３９０と流体的に係合するように構成された少なくとも一つのポート１３６２と、潜在的には他のポート（図示せず）とを含んでもよい。例えば、他のポートは、反応溶液または別の生物学的または化学的物質を含むカートリッジまたはワークステーションからのものであってもよい。いくつかの例では、蓋１３６２は、各流路１３９０内に関連付けられた少なくとも二つのポート１３９２を、流路１３９０への入口ポートおよび出口ポートとして含んでもよい。いくつかの例では、少なくとも二つのポート１３９２の直径は、約７５０μｍであってもよい。少なくとも一つのポート１３６２は、試薬流体または溶液が、潜在的に関連する流路１３９０を通って流れることを可能にする。上で説明したように、化学反応は、流路１３９０内の反応構造体２０の上部部分２２上の検出器表面上の反応部位と試薬溶液との間で行われてもよい。蓋１３６２を介して照明されると、フローセル１３０２の光検出デバイス１０は、流路１３９０内で起こる化学反応を感知し、それに応答して信号を生成することができる。上で説明したように、信号は、光検出デイス１０の回路２４を介して、裏側接点１３７２（および、設けられている場合にはボール接点１３９８）に伝導されてもよい。蓋１３６２は、それによって、フローセル１３０２の外部から、フローチャネル１３９０に向かって／またはその内部に伝播する励起光に対して透明な材料で構成されていてもよい。励起光は、任意の角度から、同じ角度または異なる角度に沿って、蓋１３６２に接近してもよいことに留意されたい。いくつかの例では、蓋１３６２は、少なくとも励起光に対して光学的に透明であり、かつ自己蛍光が低いかまたは全くない材料、例えば、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などを含んでもよいが、これらに限定されない。
【０１５７】
図２０に示す  ように、反応構造体２０は、蓋１３６２の中間フローセルデバイス１３６２への取り付けの前または後に、各光検出デバイス１０の上部部分２２上に配置されてもよい。上で説明したように、以下でさらに説明するように、各光検出デバイス１０の上部部分２２上の反応構造体２０の検出器表面は、各光検出デバイス１０の活性領域全体に亘って延在していてもよい。上述したように、反応構造体２０の検出器表面は、反応構造体２０内に延在するナノウェル１６と、ナノウェル１６の間およびその周りに延在する平面的な間質表面領域とを含んでもよい。
【０１５８】
各光検出デバイス１０の検出器表面は、機能化されていてもよい（例えば、所定の反応を行うのに適した方法で化学的または物理的に修飾されていてもよい）。例えば、検出器表面は、機能化されていてもよく、そこに固定化された一つ以上の生体分子を有するナノウェル１６上／内の少なくとも一つの反応部位を含んでいてもよい。反応部位は、励起光に応答して反応を開始するように構成され、および／または励起光に応答して光信号を生成または放出する反応生成物を形成するように構成された生物学的または化学的物質を含んでもよい。特定の例では、反応部位は、ナノウェル１６内の検出器表面に固定化された生体分子（例えば、オリゴヌクレオチド）のクラスターまたはコロニーを含んでもよい。例えば、反応部位は、反応液で処理した後、入射励起光に応答して発光を発生させてもよい。励起光は、フローセル１３０２の一部であってもよいし、そうでなくてもよい任意の照明システムまたは光源（図示せず）から放出または生成されてもよい。いくつかの例では、照明システムは、反応部位の生物学的または化学的物質（複数可）を励起する特定の波長または波長で励起光を放出してもよい（例えば、反応溶液によって開始された反応および／または反応部位１１４で反応溶液によって形成された反応生成物）。
【０１５９】
当初、光検出デバイス１０の反応構造体２０のナノウェル１６の反応部位は、所定の反応を含まないものであってもよい。上述したように、反応部位は、ナノウェル１６の基部および／または面の検出器表面に固定化された生物学的または化学的物質を含んでもよい。特定の例では、反応部位は、反応溶液での処理を介して指定反応が発生した後に反応部位から放出される指定または所定の発光が、反応構造体２０を通って、少なくとも一つの対応するライトガイド１８を通って、少なくとも一つの対応するライトセンサ１２に伝搬するように、少なくとも一つの対応するライトガイド１８の開口部に近接して配置されている。
【０１６０】
単一の反応部位の生物学的または化学的物質は、類似または同一であってもよい（例えば、共通の配列を有する分析物（例えば、オリゴヌクレオチド）のコロニー）。しかしながら、他の例では、単一の反応部位および／またはナノウェル１６は、異なる生物学的または化学的物質を含んでいてもよい。所定の反応の前に、反応部位は、少なくとも一つの分析物（例えば、分析物）を含んでもよい。例えば、分析物は、オリゴヌクレオチドまたはそのコロニーであってもよい（例えば、オリゴヌクレオチド-オブ-インタレスト）。オリゴヌクレオチドは、実質的に共通の配列を有していてもよく、蛍光標識されたヌクレオチドのような、予め画定されたまたは特定の蛍光標識された生体分子と結合していてもよい。
【０１６１】
しかしながら、所定の反応に先立って、蛍光標識された生体分子の蛍光体は、反応部位１１４の生物学的または化学的物質（例えば、オリゴヌクレオチド）に組み込まれていないか、または結合されていない。所定の反応（すなわち、蛍光標識された生体分子を反応部位１１４の生物学的または化学的物質に組み込むこと）を達成するために、フローセル１３０３は、反応溶液の流路１３９０への流れを提供してもよく、それによって反応構造体２０への流れを提供してもよい。反応溶液は、任意の溶液であってもよい。いくつかの例では、反応溶液は液体を含んでもよい。例えば、反応溶液は、水溶液であってもよい。一実施形態では、反応溶液は、少なくとも一部が蛍光標識された１種以上のヌクレオチドを含み、反応溶液はまた、反応部位で成長するオリゴヌクレオチドにヌクレオチドを組み込むポリメラーゼ酵素などの１種以上の生体分子を含み、それにより、オリゴヌクレオチドを蛍光標識されたヌクレオチドで標識する。この実施形態では、フローセル１３０２は、オリゴヌクレオチドに組み込まれなかった任意の遊離ヌクレオチドを除去するための洗浄溶液を提供してもよい。次いで、反応部位を励起光で照らし、蛍光標識されたヌクレオチドが組み込まれた反応部位で蛍光を引き起こすことができる。蛍光標識されたヌクレオチドが組み込まれていない反応部位は、励起光を入射しても発光しない。
【０１６２】
図２０および図２１に図示されているように、蓋１３９０は、サポートフレーム１３３４および／または各キャビティ１３４０に関連するサポート材料１３６０の領域に（直接的または間接的に）結合されているので、各流路１３９０の領域は、各流路１３９０が各キャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域１３０６の全体（例えば、少なくとも９５％、または少なくとも９９％、または１００％）にまたがるように、反応構造体２０の検出器表面を完全に覆って延在するように構成されている。流路１３９０が、各キャビティ１３４０または複数のキャビティ１３４０のうちの少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域１３０６と整列するか、またはそれを越えて延在するように、フローセル１３０２は、それによって、試薬送達および照明のために利用可能またはアクセス可能な、各キャビティ１３４０内の少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域１３０６の約１００％を含むことができる。一例では、各キャビティ１３４０の光検出デバイス１０のダイサイズは、約８ｍｍ×９ｍｍであってもよく、その活性領域１３０６は、約７ｍｍ×８ｍｍであってもよい。しかしながら、光検出デバイス１０のダイサイズおよび／または活性領域１３０６は、例えば、約２５ｍｍ×約２５ｍｍまでの範囲であり得る。上述したように、各流路１３９０は、各キャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域１３０６と整列するか、または各キャビティ１３４０または複数のキャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０（および少なくとも一つの光検出デバイス１０自体）の活性領域１３０６を越えて延在することができる。このように、流路１３９０の面積は、各キャビティ１３４０または複数のキャビティ１３４０の少なくとも一つの光検出デバイス１０の活性領域１３０６の面積よりも大きくてもよい。
【０１６３】
複数のフローセル１３０２は、本明細書に開示される中間フローセルデバイスから形成されてもよい。例えば、図２０および図２２は、中間フローセルデバイス１３６２から形成されてもよい一つまたは複数の離散フローセル１３０２の形成を例示している。図２０に示すように、中間フローセルデバイス１３６２は、ダイシングライン１３０４でダイシングされて、中間フローセルデバイス１３６２の絶望的な部分を、一つ以上の分離された別個のフローセルに形成してもよい。中間フローセルデバイス１３６２は、蓋１３９６を中間フローセルデバイス１３６２に結合することに続いて、または結合する前にダイシングされてもよいことに留意されたい。同様に、中間フローセルデバイス１３６２は、光検出デバイス１０の上面に、反応構造２０および／またはナノウェル１６上／内の反応部位が形成されるのに続いて、またはそれに先立ってダイシングされてもよい。別の例として、中間フローセルデバイス１３６２は、ボール接点１３９８のようなフローセル裏面電気接点の形成に続いて、またはその形成に先立ってダイシングされてもよい。上述したように、サポートフレーム１３３４は、中間フローセルデバイス１３６２のダイシング中にアライメントを助けるための視覚的表示を含んでもよい。
【０１６４】
図２２に示すように、中間フローセルデバイス１３６２は、複数の分離された別個のフローセル１３０２Ａ、１３０２Ｂ、１３０２Ｃを形成するためにダイシングされてもよい。本明細書では、３つのフローセル１３０２Ａ、１３０２Ｂ、１３０２Ｃが、中間フローセルデバイスからのフローセルの形成を例示するために使用されているが、任意の数のフローセルが等しく形成されてもよい（例えば、一つのフローセル、２つのフローセル、３つのフローセル、４つのフローセル、５つのフローセルなど）ことに留意されたい。ダイシングされたフローセル１３０２Ａ、１３０２Ｂ、１３０２Ｃは、光検出デバイス１０／キャビティ１３４０の数および／または構成が同じであってもよいし、光検出デバイス１０／キャビティ１３４０の数および／または構成が異なるものを含んでいてもよい。例えば、中間フローセルデバイス１３６２から形成された第一ダイシングフローセル１３０２Ａは、図２２に示すように、第一構成（例えば、光検出デバイス１０または光検出デバイス１１０）の第一数の光検出デバイス（例えば、一つまたは複数の光検出デバイス）を含む単一のキャビティ１３４０（例えば、その活性領域の全体（例えば、少なくとも９５％、または少なくとも９９％、または１００％）にわたって配置された流路１３９０を有する）を含んでいてもよい。第二ダイス状フローセル１３０２Ｂはまた、第二構成（例えば、光検出デバイス１０および／または光検出デバイス１１０）の第二数の光検出デバイス（例えば、一つまたは複数の光検出デバイス）を含む一対のキャビティ１３４０（その活性領域の全体（例えば、少なくとも９５％、または少なくとも９９％、または１００％）にわたって配置された流路１３９０を有する）を含んでもよい中間フローセルデバイス１３６２から形成されてもよい。第二ダイシングフローセル１３０２Ｂの光検出デバイスの第二数および／または第二構成は、第一ダイシングフローセル１３０２Ａの光検出デバイスの数と同じであってもよいし、異なっていてもよい。図２２にも示されているように、第三ダイス状フローセル１３０２Ｃはまた、第三構成（例えば、光検出デバイス１０および／または光検出デバイス１１０）の第三数の光検出デバイス（例えば、一つまたは複数の光検出デバイス）を含む３つ以上のキャビティ１３４０（その活性領域の全体（例えば、少なくとも９５％、または少なくとも９９％、または１００％）にわたって配置された流路１３９０を有する）を含んでもよい中間フローセルデバイス１３６２から形成されていてもよい。第三ダイス状フローセル１３０２Ｃの光検出デバイスの第三数および／または第三構成は、第一ダイス状フローセル１３０２Ａおよび第二ダイス状フローセル１３０２Ｂの光検出デバイスの数と同じであってもよいし、異なっていてもよい。このようにして、中間フローセルデバイス１３６２から形成される別個のフローセル１３０２Ａ、１３０２Ｂ、１３０２Ｃの感知スループットは、別個のフローセル１３０２Ａ、１３０２Ｂ、１３０２Ｃを形成するために中間フローセルデバイス１３６２からダイシングされるキャビティ１３４０の数および／または構成（したがって、少なくとも一つの光検出デバイス１０の数および／または構成）によって決定されるか、または構成されてもよい。
【０１６５】
上記の説明は、例示的なものであり、制限的なものではないことが意図されていることを理解されたい。例えば、上述の実施例（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、その範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を様々な実施例の教示に適合させるために、多くの修正がなされてもよい。寸法および材料の種類が本明細書に記載されてもよいが、それらは、様々な実施例のいくつかのパラメータを定義することを意図したものであり、それらは、すべての実施例に限定することを意味するものではなく、単に例示的なものである。他の多くの例は、上記の説明を検討すると、当技術分野の当業者には明らかであろう。したがって、様々な実施例の範囲は、そのような請求項が権利を有する等価物の完全な範囲とともに、添付の請求項を参照して決定されるべきである。
【０１６６】
添付の特許請求の範囲において、「including」および「in which」という用語は、「comprising」および「wherein」というそれぞれの用語の平易な英語の等価物として使用されている。さらに、以下の請求項において、用語「第一」、「第二」、「第三」等は、単に参照ラベルとして使用されており、その対象に数値的、構造的、または他の要件を課すことを意図したものではない。本明細書では、「based on（基づく）」という用語の形式は、ある要素が部分的に基づく関係と、ある要素が全体的に基づく関係を含む。 「defined （定義された、画定された）」という用語の形式は、要素が部分的に定義される関係だけでなく、要素が全体的に定義される関係も包含する。さらに、以下の請求項の限定は、means-plus-functionの形式で書かれておらず、そのような請求項の限定が、「means for（手段のために）」という語句を明示的に使用し、その後にさらなる構造の機能キャビティの記述が続くまでは、35 U.S.C.112条6項に基づいて解釈されることを意図していない。上記に記載された全てのそのような目的または利点が、必ずしも全ての特定の例に従って達成され得るわけではないことが理解されるべきである。したがって、例えば、当業者であれば、本明細書に記載されたデバイス、システム、および方法は、本明細書に教示されたような他のオブジェクトまたは利点を必ずしも達成することなく、本明細書に教示されたような一つの利点または利点群を達成または最適化するような方法で具現化または実施されてもよいことを認識するであろう。
【０１６７】
本開示は、限定された数の例に関連して詳細に記載されてきたが、本開示は、そのような開示された例に限定されないことが容易に理解されるべきである。むしろ、本開示は、これまでに記載されていないが、本開示の精神および範囲に見合う、任意の数の変形、変更、置換、または同等の配置を組み込むように修正することができる。さらに、様々な例が記載されているが、本開示の態様は、一つの例のみまたは記載された例のいくつかを含むことができることが理解されるであろう。また、いくつかの開示は、特定の数の要素を有するように記載されているが、実施例は、特定の数よりも少ない数の要素またはそれよりも多い数の要素を用いて実施することができることが理解されるであろう。
【０１６８】
前述の概念および以下でより詳細に論じられる追加の概念のすべての組み合わせが、（そのような概念が相互に矛盾しないことを条件として）本明細書に開示される発明的主題の一部として企図されることが理解されるべきである。特に、本開示の末尾に記載されている請求された主題のすべての組み合わせは、本明細書に開示されている本発明の主題の一部であると企図される。
【図１】
2021535735.tif 000003
【図２】
2021535735.tif 000004
【図３】
2021535735.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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