BR112019027631B1

BR112019027631B1 - Estrutura e método para uso de superfície ativa de um sensor

Info

Publication number: BR112019027631B1
Application number: BR112019027631-9A
Authority: BR
Inventors: Donglai LU; Xiuyu Cai; Wenyi Feng; Hai Tran
Original assignee: Illumina, Inc
Priority date: 2018-02-03
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2022-06-07
Also published as: EP3746770A1; CN111051856A; US20200124523A1; RU2732315C1; CO2019014475A2; AU2019214867B2; SG11201911649UA; CR20200001A; TWI685960B; PE20200978A1; AU2019214867A1; NZ759860A; WO2019152425A1; CL2019003776A1; CA3066737C; KR20200016870A; CA3066737A1; US20230076887A1; JP7373999B2; IL271317A

Abstract

É divulgado um aparelho e método de formação, incluindo uma estrutura de suporte, um sensor na estrutura de suporte, um par de colunas na estrutura de suporte em lados opostos do sensor, o par de colunas tendo uma altura de coluna em relação a uma superfície superior da estrutura de suporte, a altura da coluna sendo superior à altura da superfície ativa do sensor em relação à superfície superior da estrutura de suporte e uma camada de cobertura no par de colunas e sobre a superfície ativa, sendo a camada de cobertura suportada em extremidades opostas pelo par de colunas. A superfície ativa do sensor, a camada de cobertura e o par de colunas formam uma abertura acima de pelo menos mais da metade da superfície ativa do sensor e a estrutura de suporte, o sensor, a camada de cobertura e o par de colunas juntos formar uma célula de fluxo.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica a prioridade do pedido de patente provisório US 62/626,021, depositado em 3 de fevereiro de 2018, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Atualmente, as tampas de células de fluxo utilizadas com um sensor para a detecção em chip são suportadas acima da superfície ativa do sensor por colunas situadas sobre a superfície ativa. O motivo para a colocação da tampa sobre o sensor é a planura e a suavidade da área ativa (rugosidade submicron) muitas vezes necessários para permitir a troca de fluidos para acontecer de forma limpa sem arrastamento ou aprisionamento dos reagentes. As estruturas atuais conduzem para a redução da área da superfície ativa que pode ser usada para a detecção. Em alguns casos, apenas um terço (ou menos) da superfície ativa do sensor é capaz de ser usada.

[0003] Por isso, há uma necessidade de uma maneira de usar mais da superfície ativa de um sensor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] As deficiências das abordagens pré-existente podem ser superada e vantagens adicionais são fornecidas através do fornecimento, num aspecto, de um aparelho. O aparelho compreende uma estrutura de suporte, um sensor na estrutura de suporte, o sensor compreende uma superfície ativa, um par de colunas, cada coluna situada na estrutura de suporte em lados opostos do sensor, cada um dos pares de colunas que compreende uma altura da coluna em relação a uma superfície superior da estrutura de suporte, a altura da coluna a ser maior do que uma altura da superfície ativa do sensor em relação à superfície superior da estrutura de suporte. O aparelho também inclui uma camada de cobertura sobre o par de colunas e sobre a superfície ativa do sensor, da camada de cobertura ser suportada nas suas extremidades opostas por um par de colunas. A superfície ativa do sensor, da camada de cobertura e o par de colunas de formar uma abertura de cima, pelo menos, mais do que cerca de metade da superfície ativa do sensor, e a estrutura de suporte, o sensor, a camada de cobertura e o par de colunas juntos formam uma célula de fluxo.

[0005] De acordo com um outro aspecto, é proporcionado um método. O método compreende a formação de uma célula de fluxo, a formação compreende a colocação de um sensor numa estrutura de suporte, o sensor compreende uma superfície ativa, formando um par de colunas, cada coluna em lados opostos do sensor, cada um dos pares de colunas que compreende uma coluna altura em relação a uma superfície superior da estrutura de suporte, a altura da coluna a ser maior do que uma altura da superfície ativa do sensor em relação à superfície superior da estrutura de suporte, e a colocação de uma camada de cobertura em superfícies de topo dos pares de colunas, de tal modo que a camada de cobertura e o par de colunas formar um espaço acima de pelo menos cerca de metade da superfície ativa do sensor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] Estes e outros objetos, características e vantagens da presente divulgação tornar-se-ão evidentes a partir da descrição detalhada dos vários aspectos dos mesmos tomadas em conjunto com os desenhos que acompanham, em que se segue:

[0007] As FIGs. 1-5 são vistas em corte transversal de um exemplo de várias fases de fabrico do aparelho descrito na presente memória descritiva.

[0008] A fig. 1 é uma vista em corte transversal de um exemplo de um chip incluindo uma fieira com um respectivo sensor, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. O sensor inclui, por exemplo, uma superfície ativa.

[0009] A fig. 2 é uma vista em corte transversal de um exemplo de preparação para a colocação e do sensor e do molde da FIG. 1 para uma estrutura de suporte, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.

[0010] A fig. 3 é uma vista em corte transversal de um exemplo de formação de porções de colunas de fundo adjacente ambos os lados do molde da FIG. 2, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.

[0011] A fig. 4 é uma vista em corte transversal de um exemplo de formação de porções de topo de coluna sobre as porções de colunas de fundo da FIG. 3, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.

[0012] A fig. 5 é uma vista em corte transversal de um exemplo de uma estrutura de extremidade após a colocação de uma camada de cobertura sobre as porções da coluna de topo, resultando em um espaço acima de pelo menos cerca de metade (neste caso, todos ou quase todos) da superfície ativa do Sensor, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.

[0013] A fig. 6 é um diagrama de fluxo de um exemplo de fabrico do aparelho descrito no presente documento, em conformidade com um ou mais aspectos da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0014] Os aspectos da presente divulgação e certas características, vantagens e detalhes da mesma, são explicados mais detalhadamente a seguir com referência aos exemplos não limitativos ilustrados nos desenhos que acompanham. As descrições de materiais bem conhecidos, ferramentas de fabricação, técnicas de processamento, etc., são omitidos de modo a não obscurecer desnecessariamente os detalhes relevantes. Deve ser entendido, no entanto, que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando aspectos da divulgação, são dadas a título de ilustração apenas, e não são como forma de limitação. Várias substituições, modificações, adições e / ou arranjos, dentro do espírito e / ou extensão dos conceitos inventivos subjacentes será evidente para os peritos na arte a partir desta divulgação.

[0015] A linguagem de aproximação, tal como aqui utilizado ao longo do relatório descritivo e reivindicações, pode ser aplicada para modificar qualquer representação quantitativa que pode variar permissivamente sem que resulte uma alteração na função de base a que ele está relacionado. Por conseguinte, um valor modificado por um ou mais termos, tal como “cerca de” ou “substancialmente”, não está limitado ao valor preciso especificado. Em alguns casos, a linguagem aproximativa pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor.

[0016] A terminologia aqui utilizada é para o propósito de descrever apenas exemplos particulares e não se destina a ser limitativa. Tal como aqui utilizado, as formas singulares “um”, “uma” e “a” pretendem incluir as formas de plural, bem como, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Será adicionalmente compreendido que os termos “compreende” (e qualquer forma de compreendem, tais como “compreende” e “compreendendo”), “tem” (e qualquer forma de ter, tais como “tem” e “tendo”), “incluem (e qualquer forma de incluir, tal como ‘inclui’ e ‘incluindo’), e ‘incluir’(e qualquer forma de conter, tal como ‘conter’ e ‘contendo’) são verbos de ligação aberta. Como resultado, um método ou aparelho que “compreende”, “tem”, “inclui” ou “contém” um ou mais etapas ou elementos possui os um ou mais etapas ou elementos, mas não está limitado a possuir apenas aquelas uma ou mais passos ou elementos. Da mesma forma, uma etapa de um método ou um elemento de um dispositivo que “compreende”, “tem”, “inclui” ou “contém” uma ou mais características possui as uma ou mais características, mas não está limitado a possuir apenas aquelas uma ou mais recursos. Além disso, um dispositivo ou estrutura que é configurada numa determinada forma é configurado em, pelo menos, que forma, mas pode também ser configurado de maneira que não estão listadas.

[0017] Tal como aqui utilizado, o termo “ligado”, quando usado para se referir a dois elementos físicos, significa uma ligação direta entre os dois elementos físicos. O termo “acoplado”, no entanto, pode significar uma ligação direta ou uma ligação através de um ou mais intermediários elementos.

[0018] Como utilizado aqui, os termos “pode” e “podem ser” indicam a possibilidade de uma ocorrência dentro de um conjunto de circunstâncias; uma posse de uma propriedade especificada, característica ou função; e / ou qualificar outro verbo expressando uma ou mais de uma habilidade, capacidade ou possibilidade associada com o verbo qualificado. Por conseguinte, o uso de “pode” e “podem ser” indica que um termo modificado é aparentemente adequado, capaz, ou apropriado para uma capacidade indicada, função, ou uso, tendo em conta que, em algumas circunstâncias, o termo modificado pode por vezes não ser adequado, capaz ou apropriado. Por exemplo, em algumas circunstâncias, um evento ou capacidade pode ser esperado, enquanto que em outras circunstâncias o evento ou capacidade não pode ocorrer - esta distinção é capturada pelos termos “pode” e “pode ser.”

[0019] Tal como utilizado aqui, a menos que especificado de outra forma, os termos que se aproximam “cerca”, “substancialmente” e semelhantes, utilizados com um valor, tal como medida, tamanho, etc., significa uma possível variação de mais ou menos dez por cento de O valor que.

[0020] Como utilizado aqui, os termos "ligação", "ligado" e "colagem" referem-se a duas coisas sendo unidas firmemente em conjunto, utilizando um agente adesivo ou de ligação em conjunto com um processo de calor ou pressão. Tal como aqui utilizado, o termo "unir" refere-se a união de duas coisas em conjunto, com ou sem o uso de um fixador (por exemplo, de parafuso, agente adesivo ou de ligação, etc.) Assim, o termo "ligação" é um subconjunto do termo "anexar."

[0021] Faz-se referência a seguir aos desenhos, que não estão desenhadas à escala, para facilidade de compreensão, em que os mesmos números de referência são usados em todo figuras diferentes para designar os mesmos componentes ou similares.

[0022] A presente divulgação fornece exemplos relacionados com o aparelho que permita a utilização de toda uma superfície ativa de um sensor e um método de fabrico do aparelho.

[0023] As FIGs. 1-5 são vistas em corte transversal de um exemplo de várias fases de fabricação do aparelho descrito no presente relatório descritiva. Embora o presente exemplo inclui dispositivos sensores planares, será entendido que em vez disso pode ser utilizado dispositivos não planos, ou uma combinação dos mesmos.

[0024] A Fig. 1 é uma vista em corte transversal de um exemplo de um chip 100, incluindo uma fieira 102 de sensor 104 com o mesmo, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. O sensor inclui, por exemplo, superfície ativa 105. Como aqui utilizado, o termo “superfície ativa” refere- se a uma porção de superfície ou superfície de um sensor de detecção onde ocorre ativamente. Por exemplo, a superfície ativa de um sensor de imagem digital, é a superfície que inclui as fotosítios ou pixels para detecção de luz. Os exemplos não limitativos da função (s) do sensor incluem, por exemplo, detecção de luz (por exemplo, tendo uma gama predeterminada de comprimentos de onda detectado), detectar a presença de uma ou mais substâncias (por exemplo, substância, química ou biológica) e detectando uma alteração na concentração de alguma coisa (por exemplo, concentração de íons). O sensor pode incluir, por exemplo, um ou mais materiais semicondutores, e pode tomar a forma de, por exemplo, um semicondutor do sensor complementares de óxido metálico (CMOS) (por exemplo, um sensor de imagem CMOS) ou um dispositivo Charge-Coupled (CCD), um outro tipo de sensor de imagem. No presente exemplo, um sensor de imagem CMOS é utilizado, mas podem ser utilizados outros tipos de sensores. Como um técnico versado no assunto saberá, o circuito de um sensor de imagem CMOS inclui elementos eletrônicos passivos, tais como um circuito de relógio e de temporização geração, um conversor analógico-para-digital, etc., bem como uma matriz de fotodetectores para converter fótons (luz) para elétrons, que é então convertido para uma tensão. Onde baseada em semicondutores, o sensor pode ser fabricado num substrato de silício (por exemplo, uma bolacha de silício), que se torna o molde, quando o corte da pastilha de silício. A espessura da matriz pode depender do tamanho (diâmetro) da bolacha de silício. Por exemplo, uma bolacha de silício padrão com um diâmetro de 51 milímetros pode ter uma espessura de cerca de 275 micra, enquanto que uma bolacha de silício padrão com um diâmetro de 300 milímetros pode ter uma espessura de cerca de 775 mícron. Tal como aqui utilizado, a área ativa do sensor (S) refere-se à superfície do sensor que irá entrar em contato com o (s) o reagente para a detecção. Pode haver mais do que um sensor na fieira, e diferentes sensores podem ser incluídos na mesma fieira.

[0025] Tal como um técnico versado no assunto irá compreender, “CMOS” refere-se a uma tecnologia utilizada para a fabricação de circuitos integrados. Tal como aqui utilizado, “sensor CMOS” e “sensor de imagem CMOS” referem- se a sensores fabricados usando a tecnologia CMOS. O aspecto “complementar” do nome refere-se à inclusão de ambos os transistores de efeito semicondutor de óxido metálico tipo n e do tipo p (MOSFET) (ICs) fabricado usando a tecnologia CMOS. Cada MOSFET possui um portão de metal com uma porta dielétrica, tal como um óxido (daí, a parte do nome “oxido metálico”) e um material semicondutor abaixo da porta (corresponde ao “Semiconductor” no nome). CIs são fabricados sobre um molde, que é uma porção de um substrato semicondutor ou bolacha que é cortado depois do fabrico, e CIs fabricado usando a tecnologia CMOS são caracterizadas por, por exemplo, a imunidade de ruído elevado e baixo consumo de energia estática (um dos transistores está sempre desligado).

[0026] Em um exemplo, um sensor de imagem CMOS podem incluir, por exemplo, milhões de fotodetectores, também chamados de pixels. Cada pixel inclui um fotosensor, que se acumula carga da luz, um amplificador para converter a carga acumulada em uma tensão, e um interruptor de pixel-selete. Cada pixel pode também incluir, por exemplo, uma microlente individuais para capturar mais da luz, ou ter outras melhorias para melhorar a imagem, como, por exemplo, redução de ruído.

[0027] Um exemplo da fabricação de um dispositivo semicondutor fabricado usando a tecnologia CMOS será agora fornecida. A partir, por exemplo, com um substrato semicondutor do tipo p, a região do NMOS pode ser protegida, enquanto um tipo bem n é criado na região do OGP. Isto pode ser conseguido usando, por exemplo, um ou mais processos litográficos. Um óxido fino cada porta (por exemplo, de polissilício) pode então ser formada em ambas as regiões do NMOS e PMOS. regiões tipo dopantes N + pode ser formado no tipo p substrato da região de NMOS em ambos os lados da porta simulado (isto é, a fonte e dreno são formados), e uma região do n + dopante tipo que o corpo (aqui, o bem) de contato na região de OGP. Isto pode ser conseguido usando, por exemplo, uma máscara. O mesmo processo de mascaramento e a dopagem pode então ser usado para formar a fonte e dreno na região do OGP e o contato com o corpo na região de NMOS. Metalização para formar os terminais para as várias regiões dos transístores NMOS e PMOS (ou seja, do corpo, de origem, de drenagem e de porta) pode então ser realizada. Ao contrário dos CCDs, sensores de imagem CMOS pode incluir outros circuitos no mesmo chip em pouco ou nenhum custo adicional, fornecendo funções, tais como a estabilização de imagem e de compressão de imagens no chip.

[0028] A fig. 2 é uma vista em corte transversal de um exemplo de preparação e colocação do molde 102 e o sensor 104 da FIG. 1 para uma estrutura de suporte 200, em conformidade com um ou mais aspectos da presente divulgação. Em um exemplo, a estrutura de suporte 200 pode ter a forma de uma camada dielétrica com um ou mais condutores vias 202 através da mesma. Em outro exemplo, a estrutura de suporte pode, em alternativa assumir a forma de uma camada dielétrica sozinho. exemplos de materiais dielétricos que podem ser utilizados na camada dielétrica incluem materiais dielétricos baixo k (constante dielétrica menor que a de dióxido de silício, cerca de 3,9), tais como dióxido de silício dopado com flúor, de dióxido de silício dopado com carbono e porosa não limitativo dióxido de silício, e materiais dielétricos de alta k (constante dielétrica superior a cerca de 3,9), tais como nitreto de silício (SiNx) e dióxido de háfnio. O molde pode ser ligado à estrutura de suporte, utilizando, por exemplo, uma matriz-anexar adesiva que pode fornecer, por exemplo, stress baixo ou ultrabaixo sobre o sensor e estabilidade a temperaturas elevadas.

[0029] A fig. 3 é uma vista em corte transversal de um exemplo de formação de porções de colunas de fundo 300 e 302 adjacentes de cada lado da matriz 102 da FIG. 2, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. exemplos do material das porções de fundo das colunas não-limitativos incluem, por exemplo, um material de enchimento, tal como um epóxi ou um composto de moldagem de plástico (por exemplo, endurecedores fenólicos, sílicas, catalisadores, pigmentos e agentes de libertação do molde). Durante a formação das porções de colunas de fundo, o sensor pode ser protegido com, por exemplo, uma película removível (por exemplo, dióxido de silício). Alternativamente, o material das porções de colunas de fundo pode ser conformalmente depositado, então aplanada para baixo para o sensor (S) ou as porções de colunas de fundo podem ser formadas, por exemplo, usando um processo de deposição direta. Em um exemplo de deposição conformada e planarização, o epóxi pode ser blanketly depositado sobre a estrutura, seguido por um processo de planarização (por exemplo, polimento, químico- mecânica (CMP)).

[0030] A fig. 4 é uma vista em corte transversal de um exemplo de formação de porções de colunas de topo 400 e 402 ao longo das porções de fundo das colunas 300 e 302 da FIG. 3, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. exemplos do material da parte superior da coluna incluem porções não limitativos, por exemplo, um material de enchimento, tal como um epóxi ou um composto de moldagem de plástico tal como descrito acima em relação às porções inferiores da coluna. Durante a formação das porções de topo das colunas, o sensor de matriz e pode ser protegido com, por exemplo, uma película facilmente removível (por exemplo, dióxido de silício), sem danos para o sensor. Alternativamente, o material das porções de topo das colunas pode ser conformalmente depositado, então aplanada para baixo para o sensor (S). Além disso, embora as colunas, cada uma, duas porções neste exemplo, devem entender-se que as colunas podem ser cada vez uma coluna contínua ou as colunas podem em vez disso ter mais do que duas porções.

[0031] A fig. 5 é uma vista em corte transversal de um exemplo de uma estrutura de extremidade 500 (neste caso, uma célula de fluxo) após a colocação de cobertura camada de 502 em porções de topo das colunas 400 e 402, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. Tal como aqui utilizado, o termo “célula de fluxo” refere-se a uma pequena câmara com uma entrada (s) e saa (s) para fluidos sob teste sobre um substrato (por exemplo, de vidro), as quais podem incluir canais que pode ser modelado com uma multiplicidade ( pode haver bilhões) de nanopoços em locais fixos.Os canais e nanopoços sobre o substrato pode ser fabricado utilizando, por exemplo, a tecnologia de fabrico de semicondutores, por exemplo, os nanopoços podem ser gravados no substrato. Um sensor pode estar situada adjacente à câmara, por exemplo, sob o substrato, por localizada detecção de vários tipos de reações, as quais também podem ser observável, com os fluidos sob teste (por exemplo, a fluorescência usando um sensor de imagem).

[0032] Continuando com a FIG. 5, a colocação da camada de cobertura pode ser realizada utilizando, por exemplo, máquinas relativamente precisas robóticos (também conhecidas como máquinas de pick-and-place), resultando em um espaço 504 ao longo, pelo menos, mais do que cerca de metade (no exemplo da FIG. 5, as tampas espaço todas ou quase todas) da superfície ativa 105 do sensor 104. o posicionamento das colunas em lados opostos do sensor, em vez das colunas sendo sobre a superfície ativa do sensor pode ser referido como um processo de embalagem de disseminação. A camada de cobertura pode incluir materiais que não são reativos com e transparente à luz de entrada ou outras ondas que podem desencadear uma ação de detecção do sensor 104. Os exemplos não limitativos de materiais da camada de cobertura com baixo autofluorescência ou sendo não-fluorescente incluem vidro, para exemplo, aluminossilicato de vidro visor de vidro ou painel plano (por exemplo, “águia” de vidro, disponível a partir da Corning, Incorporated, Corning, Nova Iorque). O material de baixo tendo ou não garante autofluorescência ser capaz de ver, por exemplo, qualquer reação fluorescente na célula de fluxo. Substância (s), por exemplo, substâncias químicas ou biológicas (s), pode ser introduzido no espaço de detecção em chip pela superfície ativa do sensor.

[0033] Em um exemplo, a superfície ativa do sensor tem uma baixa rugosidade uniforme, ou seja, a superfície ativa é tão suave quanto possível. Opcionalmente, vários canais 506 para líquidos (s) podem estar presentes numa camada secundária sobre o sensor no espaço. A segunda camada opcional pode incluir, por exemplo, de vidro, tal como descrito acima, na superfície do sensor. Uma tal camada secundária pode ter uma rugosidade aproximadamente igual ao da superfície ativa do sensor e uma interface contínua com a superfície ativa para permitir a troca de fluidos sem arrastamento ou aprisionamento dos fluidos (s).

[0034] Um exemplo de um processo 600 de fabrico do aparelho da presente divulgação vai agora ser descrito em relação ao diagrama de fluxo da FIG. 6. A fabricação de um exemplo do sensor 602 é descrito acima em relação à FIG. 1. Embora este exemplo refere-se a um sensor de imagem CMOS, podem ser utilizados outros tipos de sensores de pixel ativo, por exemplo, dispositivos de carga acoplada (CCDs) e de outras tecnologias, tais como, por exemplo, tecnologia de sensor de imagem NMOS (também conhecido como MOS ao vivo sensores) e sensores de imagem com vários filtros de cor, por exemplo, divisores microcolor, que diferem do arranjo de filtro Bayer cores (uma matriz de minúsculos microfiltros), em que a luz difração de modo que as várias combinações de comprimentos de onda (cores) atingiu diferente photosites. A Live MOS Sensor qualidade de imagem ofertas comparáveis a um sensor CCD Full Frame Transfer (FFT) com as necessidades de baixa potência de um sensor CMOS, e é notável por suas capacidades de imagem de alta qualidade durante um período prolongado de tempo. circuitos que reduz a distância a cada fotodiodo para a sua microlentes on-chip correspondente (para fazer uma mais densa, sensor de resolução mais elevada) assegura excelente sensibilidade e qualidade de imagem simplificada ainda quando a luz o atingir a um elevado ângulo de incidência. Alternativamente, um pré-existente ou na prateleira de sensor”' pode ser utilizado em vez de fabricar um.

[0035] A colocação do molde e do sensor 604 pode incluir a preparação, o que pode incluir, por exemplo, litografia e processos de plaqueamento, e colocação pode ser realizada utilizando, por exemplo, máquinas robóticas precisas (também conhecidas como máquinas de pick-and-place). Panelization 606 é então realizada para aderir o chip sensor e a camada de suporte. Panelização podem incluir, por exemplo, laminação de transportador, para fixar o sensor de uma matriz, o posicionamento da matriz sobre a camada de suporte e fixa com um composto de moldagem, planarização (ou “moagem topo”) do composto da parte traseira e moldagem laminação da película. Seguindo panelização, um processo de disseminação 608 é realizado para maximizar a utilização da superfície ativa do sensor. Em outras palavras, formando o espaço aberto com as colunas situadas em lados opostos do sensor, em relação à do sensor, como descrito em mais pormenor acima, utilizando, por exemplo, litografia e plaqueamento processos, em seguida, uma camada de cobertura pode ser colocada sobre as colunas usando, por exemplo, processo 610. Na montagem em superfície uma superfície processo de montagem, a camada de cobertura está posicionada sobre as colunas, utilizando, por exemplo, as máquinas robóticas precisos descrito acima, e ligado de alguma maneira (por exemplo, utilizando epóxi). Tais máquinas podem ser usados para colocar os dispositivos de montagem de superfície, para uma placa de circuito impresso ou semelhante. Tais máquinas podem utilizar, por exemplo, copos de sucção pneumática manipulado em três dimensões para colocação efeito da camada de cobertura.

[0036] Outras formas de maximizar a utilização da superfície ativa do sensor incluem, por exemplo, a concepção e utilização de um sensor com uma superfície ativa que é fora da zona da tampa. Um outro exemplo de aumento da área útil da superfície ativa do sensor inclui a reconstituição do sensor em uma bolacha de compósito de custo mais baixo, por exemplo, de plástico, utilizando, por exemplo, sobre moldagem ou processos de moldagem de porta.

[0037] Num primeiro aspecto, acima descrito é um aparelho. O aparelho inclui uma estrutura de suporte, um sensor na estrutura de suporte, o sensor incluindo uma superfície ativa. O aparelho inclui ainda um par de colunas, cada coluna situada na estrutura de suporte em lados opostos do sensor, cada um dos pares de colunas que compreendem uma altura da coluna em relação a uma superfície superior da estrutura de suporte, a altura da coluna a ser maior do que uma altura da superfície ativa do sensor em relação ao mesma superfície superior da estrutura de suporte, e uma camada de cobertura sobre o par de colunas e sobre a superfície ativa, a camada de cobertura ser suportada nas suas extremidades opostas por um par de colunas. A superfície ativa do sensor, da camada de cobertura e o par de colunas em conjunto, formam uma abertura de cima, pelo menos, mais do que cerca de metade da superfície ativa do sensor, e a estrutura de suporte, o sensor, a camada de cobertura e o par de colunas em conjunto, formam uma célula de fluxo.

[0038] Num exemplo, cada um dos pares de colunas podem incluir, por exemplo, uma porção de fundo de colunas nos lados opostos do sensor, e uma parte de coluna superior, o que pode ser o mesmo que ou diferente do que o material (s) da porção inferior da coluna, através da porção inferior da coluna. Em um exemplo, o par de colunas podem incluir cada um, por exemplo, um material de enchimento (S). O material (s) de enchimento pode incluir, por exemplo, um de um epóxi e um composto de moldagem de plástico.

[0039] Em um exemplo, a camada de cobertura no aparelho do primeiro aspecto pode incluir, por exemplo, de vidro, por exemplo, pelo menos um aluminossilicato de vidro visor de vidro e de painel plano.

[0040] Em um exemplo, a estrutura de apoio do aparelho do primeiro aspecto pode incluir, por exemplo, a camada dielétrica (s), e a camada dielétrica (s) pode incluir uma ou mais vias condutoras no seu interior.

[0041] Em um exemplo, o sensor no aparelho do primeiro aspecto pode incluir, por exemplo, um ou mais materiais semicondutores, tais como, por exemplo, um sensor fabricado usando a tecnologia CMOS (por exemplo, um sensor de imagem CMOS, como descrito acima).

[0042] Em um exemplo, uma camada secundária sobre a superfície ativa do sensor no aparelho do primeiro aspecto pode incluir, por exemplo, canais.

[0043] Em um exemplo, o aparelho do primeiro aspecto podem ser, por exemplo, ser parte de um cartucho para, pelo menos, um de análise biológica e análise química. um tal cartucho pode ser utilizado para permitir a sequenciamento, por exemplo, sequenciamento de ADN, por exemplo, a sequenciamento por síntese ou sequenciamento de última geração (também conhecido como sequenciamento de alto rendimento). Um tal cartucho pode em vez disso ser utilizado para permitir a genotipagem, que consiste em determinar as diferenças na composição genética (genótipo) de um indivíduo examinando sequência de ADN do indivíduo utilizando ensaios biológicos e comparando-o com a sequência de outro indivíduo ou uma sequência de referência.

[0044] Num segundo aspecto, divulgado acima é um método. O método inclui a formação de uma célula de fluxo, a formação, incluindo a colocação de um sensor no uma estrutura de suporte, o sensor incluindo uma superfície ativa, formando um par de colunas, cada coluna em lados opostos do sensor, cada um dos pares de colunas que compreende uma coluna altura em relação a uma superfície superior da estrutura de suporte, a altura da coluna a ser maior do que uma altura da superfície ativa do sensor em relação à superfície superior da estrutura de suporte, e a colocação de uma camada de cobertura em superfícies de topo dos pares de colunas, de tal modo que a camada de cobertura e o par de colunas formar um espaço acima de pelo menos cerca de metade da superfície ativa do sensor.

[0045] Em um exemplo, colocando o sensor pode incluir, por exemplo, colocação de um sensor fabricado usando a tecnologia CMOS (por exemplo, um sensor de imagem CMOS, tal como descrito acima).

[0046] Em um exemplo, formando o par de colunas no método do segundo aspecto pode incluir, por exemplo, formando uma porção de coluna de fundo nos lados opostos do sensor, e formando uma parte de coluna superior sobre cada parte de coluna inferior.

[0047] Em um exemplo, a estrutura de suporte no método do segundo aspecto pode incluir, por exemplo, a camada dielétrica (s), e a camada dielétrica (s) pode incluir a via condutora (s) no seu interior.

[0048] Em um exemplo, o método do segundo aspecto pode ainda incluir, por exemplo, o acoplamento da célula de fluxo e um cartucho para, pelo menos, um de análise biológica e análise química.

[0049] Em um exemplo, o método do segundo aspecto pode ainda incluir, por exemplo, usando a célula de fluxo para o sequenciamento.

[0050] Em um exemplo, o método do segundo aspecto pode ainda incluir, por exemplo, usando a célula de fluxo para a genotipagem.

[0051] Em um exemplo, o par de colunas no método do segundo aspecto pode incluir, por exemplo, materiais de enchimento (s).

[0052] Em um exemplo, o material de enchimento (s) no método do segundo aspecto pode incluir, por exemplo, pelo menos um de uma resina epóxi e um composto de moldagem de plástico.

[0053] Embora vários aspectos da presente divulgação têm sido descritos e representados no presente documento, aspectos alternativos podem ser efetuados pelos peritos na arte para realizar os mesmos objetivos. Por conseguinte, pretende-se nas reivindicações anexas cobrir todos esses aspectos alternativos.

[0054] Deve ser apreciado que todas as combinações dos conceitos anteriores (desde que tais conceitos não são mutuamente incompatíveis) estão contemplados como sendo parte do tema inventivo aqui divulgado. Em particular, todas as combinações de matéria reivindicada aparecendo até o final do presente relatório descritivo são contemplados como sendo parte da matéria inventiva aqui divulgada.

Claims

1. Aparelho caracterizado pelo fato de que compreende: uma estrutura de suporte; um sensor na estrutura de suporte, o sensor compreendendo uma superfície ativa; um par de colunas, cada coluna situada na estrutura de suporte em lados opostos do sensor, cada um dos pares de colunas compreendendo uma altura da coluna em relação a uma superfície superior da estrutura de suporte, sendo a altura da coluna maior que a altura da superfície ativa do sensor em relação à superfície superior da estrutura de suporte, onde cada coluna não está na superfície ativa do sensor; e uma camada de cobertura no par de colunas e sobre a superfície ativa, sendo a camada de cobertura suportada em extremidades opostas pela mesma pelo par de colunas; em que a superfície ativa do sensor, a camada de cobertura e o par de colunas formam uma abertura acima de pelo menos mais da metade da superfície ativa do sensor, e, em que a estrutura de suporte, o sensor, a camada de cobertura e o par de colunas juntas formam uma célula de fluxo.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos pares de colunas compreende: uma porção da coluna inferior nos lados opostos do sensor; e uma porção da coluna superior sobre cada porção da coluna inferior.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o par de colunas compreende pelo menos um material de enchimento.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material de enchimento compreende pelo menos um dentre um epóxi e um composto de moldagem de plástico.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de cobertura compreende vidro.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a camada de cobertura compreende pelo menos um de vidro de aluminossilicato e vidro de tela plana.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte compreende uma ou mais camadas dielétricas, cada uma das uma ou mais camadas dielétricas compreendendo uma ou mais vias condutoras nela.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor compreende um ou mais materiais semicondutores.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sensor compreende um sensor de imagem fabricado usando a tecnologia Complementary Metal- Oxide-Semiconductor (CMOS).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma camada protetora na superfície ativa do sensor compreende uma pluralidade de canais.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho faz parte de um cartucho para pelo menos uma das análises biológicas e químicas.

12. Método caracterizado pelo fato de que compreende: formar uma célula de fluxo, a formação compreendendo: colocar um sensor em uma estrutura de suporte, o sensor compreendendo uma superfície ativa; formar um par de colunas, cada coluna em lados opostos do sensor, cada um dos pares de colunas compreendendo uma altura da coluna em relação a uma superfície superior da estrutura de suporte, sendo a altura da coluna superior à altura da superfície ativa do sensor em relação à superfície superior da estrutura de suporte, onde cada coluna não está na superfície ativa do sensor; e colocar uma camada de cobertura nas superfícies superiores do par de colunas, de modo que a camada de cobertura e o par de colunas formem um espaço acima de pelo menos metade da superfície ativa do sensor.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a colocação do sensor compreende a colocação de um sensor de imagem fabricado usando a tecnologia CMOS.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a formação do par de colunas compreende: formar uma porção da coluna inferior nos lados opostos do sensor; e formar uma porção da coluna superior sobre cada porção da coluna inferior.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte compreende uma ou mais camadas dielétricas, uma ou mais camadas dielétricas, cada uma compreendendo uma ou mais vias condutoras nela.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o acoplamento da célula de fluxo e um cartucho para pelo menos uma das análises biológicas e químicas.

17. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o uso da célula de fluxo para sequenciamento.

18. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o uso da célula de fluxo para genotipagem.

19. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o par de colunas compreende pelo menos um material de enchimento.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material de enchimento compreende pelo menos um dentre um epóxi e um composto de moldagem de plástico.