[发明专利]包含横向/纵向晶体管结构的微流体装置及其制造和使用方法

说明书

一种微流体装置包括基体(200)，基体的外表面形成用于容纳流体介质的一个或多个外壳。基体可以包括单独可控的晶体管结构的阵列，每个晶体管结构可以包括横向晶体管(252)和纵向晶体管(254)。晶体管结构可以是光激活的，因此，横向和纵向晶体管可以是光电晶体管。每个晶体管结构可以被激活，以从基体的外表面的区域(且因此外壳的流体介质)到公共电导体(162)的临时电连接。临时电连接可以通常在该区域处引起局部电动力，其可以足够强，以使附近的微目标在外壳中移动。

技术领域

本发明总体上涉及包括具有光学驱动的电动构造的衬底的微流体装置，尤其涉及一种光学驱动的介电泳(DEP)构造。

背景技术

微流体装置可以是用于处理诸如生物细胞等微目标的便利平台。在微流体装置中，可以通过在装置中选择性地产生局部电动力来选择和移动微目标。本申请中公开的发明的实施例包括对在微流体装置中产生电动力的改进。

发明内容

在一些实施例中，一种微流体装置包括：外壳，具有微流体结构和基体，基体包括公共电导体。微流体结构和基体的外表面一起可以限定外壳内的流动路径。基体可以包括晶体管结构的阵列，阵列中的每个晶体管结构可以包括横向双极型晶体管，横向双极型晶体管将基体的外表面的对应区域连接到公共导体。在一些实施例中，微流体装置可以是系统的一部分，该系统包括控制微流体装置的操作的控制设备。

在一些实施例中，一种使微流体装置中的流体介质中的微目标移动的方法可以包括：将偏置电力提供到偏置电极和基体的公共电导体。该方法还可以包括激活基体的外表面的第一区域处的第一晶体管结构，在激活的第一晶体管结构的附近产生足以使附近的微目标在流体路径中移动的电动力。

因此，在一方面，本发明提供的微流体装置包括：外壳，具有微流体结构和基体。微流体结构和基体的外表面可以一起限定外壳内的流动路径。在某些实施例中，基体可以包括公共导体和晶体管结构的阵列，每个晶体管结构包括横向双极型晶体管，横向双极型晶体管将基体的外表面的对应区域连接到公共导体。阵列中的每个晶体管结构还可以包括纵向双极型晶体管，纵向双极型晶体管连接基体的外表面的对应区域。

阵列中的每个晶体管结构可以包括集电极区、基体区和发射极区。在某些实施例中，基体区可以围绕发射极区，集电极区可以围绕基体区。阵列中的每个晶体管结构可以与阵列中的其他晶体管结构物理分离。例如，阵列中的每个晶体管结构通过沟槽与阵列中的其他晶体管结构物理分离。

在某些实施例中，发射极区的纵向厚度可以为大约10nm至大约500nm或者大约50nm至大约150nm。在某些实施例中，发射极区包括n型掺杂剂。发射极区的n型掺杂剂可以选自由锑、砷和磷组成的组。

在某些实施例中，基体区的横向宽度可以在大约10nm与大约400nm之间(例如在大约200nm与大约300nm之间)。在相关的实施例中，基体区的纵向厚度可以等于或大于基体区的横向宽度。例如，基体区的纵向厚度比基体区的横向宽度大大约2倍至4倍，或者比基体区的横向宽度大大约3倍至4倍(例如大大约3.5倍)。基体区可以包括p型掺杂剂，例如硼、铝、铍、锌或镉。

在某些实施例中，集电极区的横向宽度可以在大约100nm与大约1000nm之间，或者在大约600nm与大约750nm之间。此外，集电极区的纵向厚度可以等于或大于集电极区的横向宽度。例如，集电极区的纵向厚度比集电极区的横向宽度大大约2倍至10倍，或者比集电极区的横向宽度大大约4倍至8倍(例如大约6倍大)。在某些实施例中，集电极区可以包括N型掺杂剂。N型掺杂剂可以选自由锑、砷和磷组成的群。在某些实施例中，集电极区的电阻率在大约5欧姆·厘米至大约10欧姆·厘米之间。

在某些实施例中，基体区的纵向厚度比可以是发射极区的横向宽度大大约6倍至12倍。在某些实施例中，集电极区的纵向厚度可以比基体区的纵向厚度大大约3倍至6倍。