[发明专利]用于生物实体的光学检测

权利要求书

1.一种集成半导体器件，用于操作和处理生物实体样本，所述器件包括：

下衬底；

至少一个光信号导管，设置在所述下衬底上；

至少一个保护接合焊盘，设置在所述下衬底上和部分所述光信号导管的上方；

保护件，包括上衬底且被配置以形成被保护区域，并且设置在所述至少一个保护接合焊盘上，其中，所述至少一个光信号导管从所述被保护区域的外侧延伸至所述被保护区域的内侧；

微流体通道，所述微流体通道的第一侧形成在所述下衬底上，所述微流体通道的第二侧形成在所述保护件上，所述保护件连接至所述衬底以便为包含所述生物实体样本的液滴提供所述微流体通道，所述微流体通道连接至流体控制电路；

光传感器阵列，连接至传感器控制电路；以及

逻辑电路，连接至所述流体控制电路和所述传感器控制电路，其中，在所述下衬底上形成所述流体控制电路、所述传感器控制电路和所述逻辑电路。

2.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其中，所述流体控制电路、所述传感器控制电路和所述逻辑电路嵌入层间介电（ILD）层中，并且所述ILD层上方进一步包括多个电极，所述多个电极连接至所述流体控制电路。

3.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其中，所述微流体通道的第一侧包括：

高k介电层；以及

疏水涂层，覆盖所述高k介电层。

4.根据权利要求3所述的集成半导体器件，其中，所述疏水涂层是自组装单层或聚四氟乙烯层。

5.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其中，所述微流体通道的第二侧包括：

介电层，位于所述保护件的上方；以及

疏水涂层，位于所述介电层的上方。

6.根据权利要求1所述的集成半导体器件，进一步包括表面处理区域，所述表面处理区域设置在所述微流体通道的第一侧的高k介电层上。

7.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其中，所述微流体通道连接至微流体网格，所述微流体网格连接至多个容器且被配置为允许传输和混合所述多个容器中包含的流体，所述流体包括所述生物实体样本和试剂。

8.根据权利要求1所述的集成半导体器件，其中，所述光信号导管被配置为将光传导到目标分子上，并且光检测器被配置为检测来自所述目标分子的响应。

9.一种集成半导体器件，用于操作和处理生物实体样本，所述器件包括：

下衬底；

至少一个光信号导管，设置在所述下衬底上并且被配置为将光传导到目标分子上；

至少一个保护接合焊盘，设置在所述下衬底上和部分所述光信号导管的上方；

保护件，包括上衬底且被配置以形成被保护区域，并且设置在所述至少一个保护接合焊盘上，其中，所述至少一个光信号导管从所述被保护区域的外侧延伸至所述被保护区域的内侧；

具有受体的表面处理区域，设置在所述被保护区域内和所述下衬底上，并且被配置为与所述目标分子相互作用；

微流体通道，所述微流体通道的底面形成在所述下衬底上，所述微流体通道的顶面形成在所述保护件上，所述保护件连接至所述衬底以便提供所述微流体通道；以及

光检测器，设置在所述下衬底内且被配置为检测来自所述目标分子的响应。

10.一种利用集成半导体器件操作和处理生物实体样本的方法，所述方法包括：

从第一容器中提供生物实体样本液滴，所述第一容器连接至微流体网格；

使用电湿润效应，将所述生物实体样本液滴从所述微流体网格传输到微流体通道，所述生物实体样本液滴与所述微流体通道中的表面处理部相接触，其中，在下衬底上提供所述微流体通道的一侧；

穿过设置在所述下衬底上的光信号导管将光传导到所述表面处理部；以及

使用光传感器阵列检测光信号，通过所述生物实体样本液滴和所述表面处理部上的受体之间的相互作用来增强所述光信号，所述光传感器阵列形成在所述下衬底上。