Cmos接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片的制作方法
【專(zhuān)利摘要】CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，包括芯片本體，所述的芯片本體包括硅膠襯底、SU-8厚膠、信號(hào)處理電路、光電傳感陣列、有源預(yù)處理放大陣列和異步時(shí)序控制電路，SU-8厚膠固定在所述的硅襯底上表面，SU-8厚膠上設(shè)置至少一個(gè)熒光反應(yīng)池組，每個(gè)熒光反應(yīng)池組由至少一個(gè)微反應(yīng)池成；位于熒光反應(yīng)池組正下方的硅膠襯底上鋪設(shè)相應(yīng)的信號(hào)處理電路、光電傳感陣列、有源預(yù)處理放大陣列和異步時(shí)序控制電路；信號(hào)處理電路的信號(hào)輸出端與壓焊塊連接。本實(shí)用新型有益效果是：光電PN結(jié)二極管可將熒光轉(zhuǎn)換成光電流；光電PN結(jié)二極管與有源信號(hào)處理電路單片集成，減少信號(hào)傳遞損耗和實(shí)現(xiàn)檢測(cè)微型化；微反應(yīng)池可進(jìn)行單個(gè)或多個(gè)樣品同時(shí)檢測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]熒光檢測(cè)方法在基因信息檢測(cè)，病毒檢測(cè)，DNA序列測(cè)試等方面獲得了廣泛的應(yīng)用，它是目前生物化學(xué)領(lǐng)域最重要，最方便的檢測(cè)技術(shù)之一。常用的用于熒光檢測(cè)的探測(cè)器有光電倍增管(PMT)、雪崩二極管(APD)和電荷耦合器件(CCD)等，探測(cè)器可將熒光轉(zhuǎn)換成光電流，并通過(guò)后續(xù)的I/V轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)大小的電壓值，分立元件的檢測(cè)和信號(hào)處理具有體積大、價(jià)格昂貴、工作電壓大以及跟CMOS工藝不兼容的特點(diǎn)。在CMOS工藝中，可以實(shí)現(xiàn)二極管、三極管或光柵結(jié)構(gòu)的感光器件，也可以將信號(hào)處理電路單片集成，這些器件構(gòu)成的檢測(cè)設(shè)備具有低成本、低功耗、高集成度等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于集成生物檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0003]目前熒光檢測(cè)時(shí)將分立的熒光反應(yīng)池置于熒光探測(cè)器上方，實(shí)現(xiàn)的是非接觸式的檢測(cè)方法，熒光會(huì)在熒光反應(yīng)池和熒光探測(cè)器之間產(chǎn)生損耗，降低熒光檢測(cè)的靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對(duì)目前的熒光檢測(cè)裝置測(cè)試時(shí)熒光會(huì)在熒光反應(yīng)池和熒光探測(cè)器之間產(chǎn)生損耗、降低熒光檢測(cè)的靈敏度的問(wèn)題，提出了一種測(cè)試靈敏度高、損耗小的CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片。
[0005]本實(shí)用新型所述的CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，包括芯片本體，其特征在于:所述的芯片本體包括硅襯底、SU-8厚膠、信號(hào)處理電路、光電傳感陣列、有源預(yù)處理放大陣列和異步時(shí)序控制電路，所述的SU-8厚膠固定在所述的硅襯底上表面，所述的SU-8厚膠上設(shè)置至少一個(gè)熒光反應(yīng)池組，每個(gè)所述的熒光反應(yīng)池組由至少一個(gè)微反應(yīng)池構(gòu)成；位于突光反應(yīng)池組正下方的娃襯底上鋪設(shè)相應(yīng)的信號(hào)處理電路、光電傳感陣列；所述的光電傳感陣列的信號(hào)輸入端與所述的異步時(shí)序控制電路的信號(hào)輸出端信號(hào)相連、所述的光電傳感陣列的信號(hào)輸出端與所述的有源預(yù)處理放大陣列的信號(hào)輸入端相連；所述的有源預(yù)處理放大陣列的信號(hào)輸出端與所述的信號(hào)處理電路的信號(hào)輸入端信號(hào)連接、并且所述的信號(hào)處理電路的信號(hào)輸出端與壓焊塊連接。
[0006]所述的光電傳感陣列與所述的信號(hào)處理電路之間設(shè)置金屬屏蔽層。
[0007]所述的光電傳感陣列為與CMOS工藝兼容的PN結(jié)光電二極管形成四通道光感陣列。
[0008]所述的SU-8厚膠上設(shè)有四個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的熒光反應(yīng)池組，并且每個(gè)熒光反應(yīng)池組均有四路微反應(yīng)池對(duì)稱(chēng)排列。
[0009]所述的微反應(yīng)池深度為100 μ m。
[0010]使用時(shí)，SU-8厚膠上的四路微反應(yīng)池，微反應(yīng)池中設(shè)計(jì)了四通道光電傳感陣列，信號(hào)處理電路采用異步時(shí)序和分時(shí)輸出控制方式，可讀取四通道光電傳感陣列的熒光衰減過(guò)程中的熒光強(qiáng)度信號(hào)電壓，芯片上檢測(cè)信號(hào)通過(guò)壓焊塊引出。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:1、與CMOS工藝兼容的光電PN結(jié)二極管可以將微弱的熒光轉(zhuǎn)換成光電流，光電PN結(jié)二極管可根據(jù)需要陣列設(shè)計(jì)；2、光電PN結(jié)二極管可與后續(xù)的有源信號(hào)處理電路單片集成，減少了信號(hào)傳遞損耗和實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)的微型化；3、片上集成的SU-8微反應(yīng)池，可進(jìn)行單個(gè)或多個(gè)通道樣品同時(shí)檢測(cè)。本實(shí)用新型將熒光信號(hào)產(chǎn)生、檢測(cè)和處理用單片的傳感芯片實(shí)現(xiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖(其中:箭頭代表納米級(jí)脈沖激發(fā)光的入射方向；p+為P型源漏注入；n+為N型源漏注入；Niell為N型輕摻雜阱)。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型
[0015]參照附圖:
[0016]實(shí)施例1本實(shí)用新型所述的CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，包括芯片本體1，所述的芯片本體包括硅襯底11、SU-8厚膠12、信號(hào)處理電路13、光電傳感陣列14，所述的SU-8厚膠12固定在所述的硅襯底11上表面，所述的SU-8厚膠12上設(shè)置至少一個(gè)熒光反應(yīng)池組121,每個(gè)所述的突光反應(yīng)池組121由至少一個(gè)微反應(yīng)池1211構(gòu)成；位于突光反應(yīng)池組121正下方的娃襯底11上鋪設(shè)相應(yīng)的信號(hào)處理電路13、光電傳感陣列14 ;所述的信號(hào)處理電路13的信號(hào)輸入端通過(guò)有源預(yù)處理放大陣列和異步時(shí)序控制電路與所述的光電傳感陣列14信號(hào)連接、信號(hào)輸出端通過(guò)壓焊塊傳輸。
[0017]所述的光電傳感陣列14與所述的信號(hào)處理電路13之間設(shè)置金屬屏蔽層15。
[0018]所述的光電傳感陣列14為與CMOS工藝兼容的PN結(jié)光電二極管形成四通道光感陣列。
[0019]所述的SU-8厚膠12上設(shè)有四個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的熒光反應(yīng)池組121，并且每個(gè)熒光反應(yīng)池組121均有四路微反應(yīng)池對(duì)稱(chēng)排列。
[0020]所述的微反應(yīng)池深度為100 μ m。
[0021]使用時(shí)，將被測(cè)樣品2放置在熒光反應(yīng)池組121的反應(yīng)池內(nèi)，然后利用納米級(jí)脈沖激發(fā)光3照射被測(cè)樣品，此時(shí)SU-8厚膠12上的四路微反應(yīng)池，微反應(yīng)池中設(shè)計(jì)了四通道光電傳感陣列，信號(hào)處理電路13采用異步時(shí)序和分時(shí)輸出控制方式，可讀取四通道光電傳感陣列的熒光衰減過(guò)程中的熒光強(qiáng)度信號(hào)電壓，芯片上檢測(cè)信號(hào)通過(guò)壓焊塊引出。
[0022]本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，包括芯片本體，其特征在于:所述的芯片本體包括硅襯底、SU-8厚膠、信號(hào)處理電路、光電傳感陣列、有源預(yù)處理放大陣列和異步時(shí)序控制電路，所述的SU-8厚膠固定在所述的硅襯底上表面，所述的SU-8厚膠上設(shè)置至少一個(gè)突光反應(yīng)池組，每個(gè)所述的突光反應(yīng)池組由至少一個(gè)微反應(yīng)池構(gòu)成；位于突光反應(yīng)池組正下方的硅襯底上鋪設(shè)相應(yīng)的信號(hào)處理電路、光電傳感陣列；所述的光電傳感陣列的信號(hào)輸入端與所述的異步時(shí)序控制電路的信號(hào)輸出端信號(hào)相連、所述的光電傳感陣列的信號(hào)輸出端與所述的有源預(yù)處理放大陣列的信號(hào)輸入端相連；所述的有源預(yù)處理放大陣列的信號(hào)輸出端與所述的信號(hào)處理電路的信號(hào)輸入端信號(hào)連接、并且所述的信號(hào)處理電路的信號(hào)輸出端與壓焊塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，其特征在于:所述的光電傳感陣列與所述的信號(hào)處理電路之間設(shè)置金屬屏蔽層。
3.如權(quán)利要求2所述的CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，其特征在于:所述的光電傳感陣列為與CMOS工藝兼容的PN結(jié)光電二極管形成四通道光感陣列。
4.如權(quán)利要求3所述的CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，其特征在于:所述的SU-8厚膠上設(shè)有四個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的熒光反應(yīng)池組，并且每個(gè)熒光反應(yīng)池組均有四路微反應(yīng)池對(duì)稱(chēng)排列。
5.如權(quán)利要求4所述的CMOS接觸式熒光檢測(cè)分析陣列傳感芯片，其特征在于:所述的微反應(yīng)池深度為100 μ m。
【文檔編號(hào)】H01L27/144GK203643338SQ201320694206
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】施朝霞, 曹全君, 李如春 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)