БИОДАТЧИКИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ИЛИ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Биодатчик, содержащий:
проточную кювету; и
устройство обнаружения с присоединенной к ней проточной кюветой, при этом проточная кювета и устройство обнаружения формируют проточный канал, который выполнен имеющим биологические или химические вещества, находящиеся в нем, которые генерируют световые излучения в ответ на свет возбуждения, при этом устройство обнаружения включает в себя:
основу устройства, имеющую матрицу светочувствительных датчиков и матрицу световодов, при этом световоды имеют области входа, которые выполнены с возможностью приема света возбуждения и световых излучений из проточного канала, при этом световоды простираются в основу устройства от областей входа к соответствующим светочувствительным датчикам и имеют фильтрующий материал, который предназначен для фильтрации света возбуждения и обеспечения возможности распространения световых излучений к соответствующим светочувствительным датчикам, при этом основа устройства содержит схему устройства, электрически соединенную со светочувствительными датчиками и выполненную с возможностью передачи сигналов данных, основанных на фотонах, обнаруженных светочувствительными датчиками; и
защитный слой, простирающийся между проточным каналом и основой устройства и имеющий отверстия, позиционированные относительно областей входа соответствующих световодов таким образом, что световые излучения распространяются через отверстия в соответствующие области входа, при этом защитный слой простирается между смежными отверстиями и предназначен для блокирования света возбуждения и световых излучений, падающих на защитный слой между смежными отверстиями.
2. Биодатчик по п. 1, в котором области входа световодов расположены в пределах соответствующих отверстий защитного слоя или расположены на глубине в основе устройства.
3. Биодатчик по п. 1, дополнительно содержащий пассивирующий слой, который простирается вдоль защитного слоя таким образом, что защитный слой находится между пассивирующим слоем и основой устройства, при этом пассивирующий слой простирается поперек отверстий.
4. Биодатчик по п. 3, в котором фильтрующий материал световодов представляет собой органический фильтрующий материал, при этом пассивирующий слой простирается непосредственно вдоль областей входа световодов и изолирует органический фильтрующий материал от защитного слоя.
5. Биодатчик по п. 3, в котором пассивирующий слой простирается непосредственно вдоль областей входа световодов на поверхностях раздела соответствующих материалов, при этом поверхности раздела материалов расположены в пределах соответствующих отверстий защитного слоя или расположены на глубине в основе устройства.
6. Биодатчик по п. 3, в котором пассивирующий слой простирается в отверстия и формирует матрицу углублений для реакций, при этом углубления для реакций простираются в направлении или расположены в пределах соответствующих отверстий.
7. Биодатчик по п. 6, в котором биологические или химические вещества предназначены для размещения в пределах углублений для реакций.
8. Биодатчик по п. 6, в котором углубления для реакций имеют соответствующие опорные поверхности, расположенные в пределах отверстия или расположенные на глубине в основе устройства.
9. Биодатчик по п. 1, в котором основа устройства содержит периферические экраны от перекрестных помех, при этом каждый из экранов от перекрестных помех окружает один из соответствующих световодов, при этом экраны от перекрестных помех выполнены с возможностью снижения оптических перекрестных помех между смежными светочувствительными датчиками.
10. Биодатчик по п. 1, при этом биодатчик является безлинзовым, так что биодатчик не содержит оптический элемент, который фокусирует световые излучения в фокальной точке.
11. Биодатчик, содержащий:
проточную кювету; и
устройство обнаружения с присоединенной к нему проточной кюветой, при этом проточная кювета и устройство обнаружения формируют проточный канал, который выполнен имеющим биологические или химические вещества, находящиеся в нем, которые генерируют световые излучения в ответ на свет возбуждения, при этом устройство обнаружения включает в себя:
основу устройства, имеющую матрицу светочувствительных датчиков и матрицу световодов, при этом световоды выполнены с возможностью приема света возбуждения и световых излучений из проточного канала, при этом каждый из световодов простирается в основу устройства вдоль центральной продольной оси от области входа световода к соответствующему светочувствительному датчику из матрицы датчиков, при этом световоды содержат фильтрующий материал, который предназначен для фильтрации света возбуждения и обеспечения возможности распространения световых излучений через него к соответствующим светочувствительным датчикам, при этом основа устройства содержит схему устройства, электрически соединенную со светочувствительными датчиками и выполненную с возможностью передачи сигналов данных, основанных на фотонах, обнаруженных светочувствительными датчиками;
при этом основа устройства содержит размещенные в ней периферические экраны от перекрестных помех, которые, по меньшей мере частично, окружают соответствующие световоды из матрицы световодов, при этом экраны от перекрестных помех, по меньшей мере частично, окружают соответствующие световоды вокруг соответствующей продольной оси для снижения оптических перекрестных помех между смежными светочувствительными датчиками.
12. Биодатчик по п. 11, в котором экраны от перекрестных помех окружают области входа соответствующих световодов.
13. Биодатчик по п. 11, в котором экраны от перекрестных помех содержат кольца от перекрестных помех, которые окружают соответствующий световод по окружности.
14. Биодатчик по п. 11, в котором основа устройства содержит комплементарную структуру металл-оксид-полупроводник (КМОП) и схему устройства, и при этом экраны от перекрестных помех содержат металлические элементы, расположенные в пределах диэлектрических слоев основы устройства, при этом экраны от перекрестных помех электрически отделены от схемы устройства.
15. Биодатчик по п. 11, дополнительно содержащий защитный слой, простирающийся между проточным каналом и основой устройства и имеющий отверстия, которые позиционированы относительно областей входа соответствующих световодов из матрицы световодов и обеспечивают возможность распространения световых излучений через них в области входа, при этом защитный слой простирается между смежными отверстиями и предназначен для блокирования света возбуждения и световых излучений, падающих на защитный слой между смежными отверстиями.
16. Биодатчик по п. 15, в котором области входа световодов расположены в пределах соответствующих отверстий защитного слоя или расположены на глубине в основе устройства.
17. Биодатчик по п. 15, дополнительно содержащий пассивирующий слой, который простирается вдоль защитного слоя таким образом, что защитный слой находится между пассивирующим слоем и основой устройства, и поперек отверстий.
18. Биодатчик по п. 15, в котором экран от перекрестных помех примыкает или является непосредственно смежным с защитным слоем.
19. Биодатчик по п. 11, в котором экраны от перекрестных помех представляют собой первые экраны от перекрестных помех, при этом основа устройства содержит вторые экраны от перекрестных помех, при этом каждый из световодов из матрицы световодов, по меньшей мере частично, окружены соответствующими первыми и вторыми экранами от перекрестных помех.
20. Биодатчик по п. 19, в котором первые и вторые экраны от перекрестных помех разнесены друг от друга вдоль соответствующей продольной оси.
21. Биодатчик по п. 19, в котором первые и вторые экраны от перекрестных помех имеют различные размеры.
22. Способ изготовления биодатчика, включающий:
обеспечение основы устройства, имеющей матрицу светочувствительных датчиков и схему устройства, которая электрически соединена со светочувствительными датчикам и выполнена с возможностью передачи сигналов данных, основанных на фотонах, обнаруженных светочувствительными датчиками, при этом основа устройства имеет наружную поверхность;
нанесение защитного слоя на наружную поверхность основы устройства;
формирование отверстий через защитный слой;
формирование полостей световодов, которые простираются от соответствующих отверстий к соответствующему светочувствительному датчику из матрицы датчиков;
осаждение фильтрующего материала в пределах полостей световодов, при этом часть фильтрующего материала простирается вдоль защитного слоя;
отверждение фильтрующего материала;
удаление фильтрующего материала с защитного слоя, при этом фильтрующий материал в пределах полостей световодов формирует световоды; и
нанесение пассивирующего слоя на защитный слой таким образом, что пассивирующий слой простирается непосредственно вдоль защитного слоя и поперек отверстий.
23. Способ по п. 22, при этом удаление фильтрующего материала из защитного слоя включает в себя удаление части фильтрующего материала в пределах полостей световодов таким образом, что слой фильтрующего материала располагается в пределах отверстия или на глубине ниже защитного слоя.
24. Способ по п. 22, при этом пассивирующий слой простирается непосредственно вдоль световодов на поверхностях раздела соответствующих материалов, при этом поверхности раздела материалов располагаются в пределах соответствующих отверстий или располагаются на глубине в основе устройства.
25. Способ по п. 22, при этом фильтрующий материал световодов представляет собой органический фильтрующий материал, при этом пассивирующий слой простирается непосредственно вдоль световодов и изолирует органический фильтрующий материал от защитного слоя.
26. Способ по п. 22, при этом пассивирующий слой формирует матрицу из углублений для реакций, при этом реакционные углубления простираются к соответствующим отверстиям или расположены в них.
27. Способ по п. 26, при этом углубления для реакций имеют соответствующие опорные поверхности, расположенные в пределах отверстия или расположенные на глубине в основе устройства.
28. Способ по п. 22, дополнительно включающий в себя присоединение проточной кюветы к основе устройства для формирования проточного канала между пассивирующим слоем и проточной кюветой.
29. Способ по п. 22, при этом удаление фильтрующего материала из защитного слоя включает в себя по меньшей мере одно из травления фильтрующего материала или химической полировки фильтрующего материала.
2
5
30. Способ по п. 22, при этом пассивирующий слой содержит пятиокись тантала (TaO).
2
5
31. Способ по п. 30, при этом пассивирующий слой содержит множественные подслои, при этом по меньшей мере один из подслоев содержит пятиокись тантала (TaO).
32. Способ по п. 31, при этом подслои включают в себя два слоя пятиокиси тантала с низкотемпературной пленкой между ними.
33. Способ по п. 22, при этом основа устройства имеет области световодов, которые содержат материал подложки до формирования полостей световодов, при этом смежные области световодов разделены областями схемы, которые содержат схему устройства, при этом формирование полостей световодов включает в себя удаление материала подложки из областей световодов.
34. Способ по п. 33, при этом основа устройства включает в себя периферические экраны от перекрестных помех, которые окружают области световодов до формирования полостей световодов, при этом экраны от перекрестных помех по меньшей мере частично окружают соответствующие световоды после формирования световодов, при этом экраны от перекрестных помех выполнены с возможностью снижения оптических перекрестных помех между смежными светочувствительными датчиками.
35. Биодатчик, содержащий:
основу устройства, имеющую матрицу светочувствительных датчиков и матрицу световодов, при этом основа устройства имеет наружную поверхность, световоды имеют области входа, которые выполнены с возможностью приема света возбуждения и световых излучений, сгенерированных биологическими или химическими веществами вблизи наружной поверхности, при этом световоды простираются в основу устройства от областей входа к соответствующим светочувствительным датчикам и имеют фильтрующий материал, который предназначен для фильтрации света возбуждения и обеспечения возможности распространения световых излучений к соответствующим светочувствительным датчикам, при этом основа устройства содержит схему устройства, электрически соединенную со светочувствительными датчиками и выполненную с возможностью передачи сигналов данных, основанных на фотонах, обнаруженных светочувствительными датчиками; и
защитный слой, простирающийся вдоль наружной поверхности основы устройства и имеющий отверстия, позиционированные относительно областей входа соответствующих световодов таким образом, что световые излучения распространяются через отверстия в соответствующие области входа, при этом защитный слой простирается между смежными отверстиями и предназначен для блокирования света возбуждения и световых излучений, падающих на защитный слой между смежными отверстиями.
36. Биодатчик, содержащий:
основу устройства, имеющую матрицу светочувствительных датчиков и матрицу световодов, при этом основа имеет наружную поверхность, световоды выполнены с возможностью приема света возбуждения и световых излучений, сгенерированных биологическими или химическими веществами вблизи этой наружной поверхности, при этом каждый из световодов простирается в основу устройства вдоль центральной продольной оси от области входа световода к соответствующему светочувствительному датчику из матрицы датчиков, при этом световод содержит фильтрующий материал, который предназначен для фильтрации света возбуждения и обеспечения возможности распространения световых излучений через него к соответствующим светочувствительным датчикам, при этом основа устройства содержит схему устройства, которая электрически соединена со светочувствительными датчиками и выполнена с возможностью передачи сигналов данных, основанных на фотонах, обнаруженных светочувствительными датчиками;
при этом основа устройства содержит размещенные в ней периферические экраны от перекрестных помех, которые окружают соответствующие световоды из матрицы световодов, при этом экраны от перекрестных помех, по меньшей мере частично, окружают соответствующие световоды вокруг соответствующей продольной оси с целью по меньшей мере одного из блокирования или отражения отклоненных лучей света для снижения оптических перекрестных помех между смежными светочувствительными датчиками.