TW202020457A - 流體槽及與其相關之方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供流體槽及對應方法。該等流體槽可包括一支撐框架，該支撐框架具有頂側及背側以及自該頂側延伸之至少一個腔體。該等流體槽可包括至少一個光偵測裝置，該至少一個光偵測裝置具有安置於該至少一個腔體內之一作用區域。該等流體槽可包括一支撐材料，該支撐材料在該支撐框架與該至少一個光偵測裝置之周邊之間安置於該至少一個腔體內，該支撐材料將該支撐框架與該至少一個光偵測裝置耦接在一起。該等流體槽可包括一蓋，該蓋在該至少一個光偵測裝置上延伸且圍繞該至少一個光偵測裝置之該周邊耦接至該支撐框架。該蓋與該至少一個光偵測裝置之至少一頂表面在其間形成一流動通道。

Description

流體槽及與其相關之方法

本發明提供流體槽及對應方法。

生物或化學研究中之各種方案涉及在局部支撐表面上或預界定反應腔室內執行大量受控反應。接著可觀察或偵測指定反應，且後續分析可幫助識別或揭露反應所涉及的物質之性質。舉例而言，在一些多次檢定中，具有可識別標記（例如，螢光標記）之未知分析物可在受控條件下曝露於數千個已知探針。每一已知探針可沈積至微板之對應孔中。觀測在已知探針與孔內的未知分析物之間發生的任何化學反應可幫助識別或揭露分析物之特性。此等方案之其他實例包括已知DNA定序程序，諸如合成定序（sequencing-by-synthesis，SBS）或循環陣列定序。

在一些習知螢光偵測方案中，光學系統用以將激發光引導至螢光標記之分析物上且亦偵測可自分析物發射之螢光信號。然而，此等光學系統可相對昂貴且涉及相對較大的實驗台佔據面積。舉例而言，此等光學系統可包括透鏡、濾光片及光源之配置。

在其他所提出的偵測系統中，受控反應在流體槽之不涉及大光學總成的局部支撐表面上或預定義反應腔室內發生以偵測螢光發射。該等流體槽包括鄰近於（例如，在下方）支撐表面/腔室定位以偵測來自反應的光發射的電子固態光偵測器裝置或成像器（例如，互補金屬-氧化物-半導體（CMOS）光偵測器裝置或電荷耦合裝置（CCD）光偵測器裝置）。然而，此等所提出的固態成像系統可能具有一些限制。舉例而言，此等系統之流體槽可能設計為單次使用消耗性物品。因此，流體槽為小且低廉的裝置可為有益的。在相對較小的流體槽中，儘可能多地利用光偵測裝置之生物感測器作用區域及/或提供儘可能大的生物感測器作用區域可為有益的。

因為流體槽之蓋部分耦接至作用區域，從而藉此致使試劑溶液（例如，具有螢光標記分子之溶液）不能到達此等區域及/或阻止該區域包括反應位點（例如，包括分析物），因此許多當前流體槽設計並不允許完全利用生物感測器作用區域。另外，生物感測器作用區域常常由單一感測器提供，且具有相對較大生物感測器作用區域之相對較大感測器成本高。許多當前流體槽設計亦為光偵測裝置提供僅有限數目個佈線組態。

在本發明之一個態樣中，提供一種流體槽。該流體槽包括一支撐框架，該支撐框架包含一頂側、一背側及自該頂側朝向底側延伸之至少一個腔體。該流體槽亦包括至少一個光偵測裝置，該至少一個光偵測裝置安置於該至少一個腔體內，包含一作用區域及一頂表面。該流體槽進一步包括一支撐材料，該支撐材料在該支撐框架與該至少一個光偵測裝置之周邊之間安置於該至少一個腔體內，該支撐材料將該支撐框架與該至少一個光偵測裝置耦接在一起。該流體槽亦包括一蓋，該蓋在該至少一個光偵測裝置上延伸且圍繞該至少一個光偵測裝置之該周邊耦接至該支撐框架之該頂側。該蓋與該至少一個光偵測裝置之至少該頂表面在其間形成一流動通道。

在一些實例中，該支撐框架進一步包含自該頂側延伸至該底側之至少一個導電通孔。在一些此等實例中，該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該固態光偵測裝置包括一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路，及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導。在一些此等實例中，該至少一個固態光偵測裝置之該裝置電路在該支撐框架之該頂側處電耦接至該至少一個導電通孔。

在一些實例中，該蓋間接地耦接至該支撐框架之該頂側。在一些實例中，該至少一個腔體包含其中安置有複數個光偵測裝置之一腔體。在一些此等實例中，該複數個光偵測裝置包含彼此隔開之相異光偵測裝置，且該支撐材料進一步在鄰近光偵測裝置之間延伸。在一些其他此等實例中，該複數個光偵測裝置包含至少兩個一體式光偵測裝置，且該支撐材料在該支撐框架與該至少兩個一體式光偵測裝置之該周邊之間延伸。

在一些實例中，該至少一個光偵測裝置包含複數個光偵測裝置。在一些此等實例中，該至少一個腔體包含複數個腔體，且該複數個光偵測裝置中之每一光偵測裝置安置於該支撐框架之一不同腔體中。在一些實例中，該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該固態光偵測裝置包括一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路，及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導。在一些此等實例中，該至少一個腔體自該頂側至底側延伸穿過該支撐框架，該裝置電路包含延伸穿過該基礎晶圓部分之通孔，且該流體槽進一步包含至少部分地沿著該支撐框架之該背側安置且電耦接至該等通孔之電接點。在一些其他此等實例中，該至少一個光偵測裝置進一步包含形成其頂表面之安置在該複數個光導上的一反應結構，且該反應結構包含定位在該作用區域內之複數個奈米井。

在一些實例中，該至少一個腔體自該頂側朝向該底側僅部分地延伸穿過該支撐框架。在一些實例中，該至少一個光偵測裝置包含至少一個互補金屬氧化物半導體（CMOS）光感測器。

在一些實例中，該流動通道在該至少一個光偵測裝置之整個該作用區域上延伸。

在本發明之另一態樣中，提供一種方法。該方法包括：附接一支撐框架之一頂表面與一基板之一平坦支撐表面，該支撐框架包含自其頂側延伸至一底側之至少一個腔體。該方法進一步包括將至少一個光偵測裝置定位在該至少一個腔體內，使得其一頂側定位於該基板之該平坦支撐表面上且該腔體之一邊緣部分在該支撐框架與該至少一個光偵測裝置之周邊之間延伸，該至少一個光偵測裝置包含一作用區域及一頂表面。該方法亦包括用一支撐材料填充該腔體之該邊緣部分以將該支撐框架與該至少一個光偵測裝置耦接在一起。該方法進一步包括拆離該支撐框架與該基板。該方法亦包括：將一蓋圍繞該至少一個光偵測裝置之該周邊附接至該支撐框架之該頂側以形成一流體槽，該蓋在該至少一個光偵測裝置上延伸且在該蓋與該至少一個光偵測裝置之至少該頂表面之間形成一流動通道。

在一些實例中，該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該至少一個固態光偵測裝置包括形成一背側之一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器之經耦接以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導，且該支撐框架進一步包含自該頂側延伸至該底側之至少一個導電通孔，且該方法進一步包含將該至少一個固態光偵測裝置之該裝置電路在該支撐框架之該頂側處電耦接至該至少一個導電通孔。

在一些實例中，該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該至少一個固態光偵測裝置包括形成一背側之一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器之經耦接以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導，該裝置電路包含經由該基礎晶圓部分延伸至其背側之通孔，且該方法進一步包含將至少部分地沿著該支撐框架之該背側安置的接點在該基礎晶圓部分之該背側處電耦接至該等通孔。

在一些實例中，該方法進一步包含在附接該蓋之前在該至少一個光偵測裝置上形成一反應結構，該反應結構形成該至少一個光偵測裝置之該頂表面且包含定位在該作用區域內之複數個奈米井。在一些此等實例中，拆離該支撐框架與該基板曝露該支撐材料之在該支撐框架之該頂側與該至少一個光偵測裝置之一頂部部分下方及之間延伸的一凹入頂側，該反應結構在該支撐材料之該凹入頂側及該支撐框架之該頂側上延伸，且該反應結構形成一平坦頂表面，該複數個奈米井自該平坦頂表面延伸。

在一些實例中，該方法進一步包含獲得該至少一個光偵測裝置，且該獲得該至少一個光偵測裝置包含自複數個一體式互補金屬氧化物半導體（CMOS）光感測器切割出至少一個CMOS光感測器。

在一些實例中，該流動通道在該至少一個光偵測裝置之整個該作用區域上延伸。

在本發明之另一態樣中，提供另一方法。該方法包括在一支撐框架之至少一個腔體之一底部部分上沈積一第一支撐材料，該至少一個腔體自該支撐框架之一頂側朝向其一底側僅部分地延伸穿過該支撐框架。該方法進一步包括將至少一個光偵測裝置定位在該至少一個腔體內及所沈積之第一支撐材料上，使得該至少一個腔體之一邊緣部分在該支撐框架與該至少一個光偵測裝置之周邊之間延伸，該至少一個光偵測裝置包含一作用區域及一頂表面。該方法亦包括用一第二支撐材料填充該腔體之該邊緣部分。該方法進一步包括將一蓋圍繞該至少一個光偵測裝置之該周邊附接至該支撐框架之該頂側以形成一流體槽，該蓋在該至少一個光偵測裝置上延伸且在該蓋與該至少一個光偵測裝置之至少該頂表面之間形成一流動通道。

在一些實例中，該流動通道在該至少一個光偵測裝置之整個該作用區域上延伸。

應瞭解，前述態樣及下文更詳細論述之額外概念的所有組合（限制條件為此等概念並不彼此不一致）經涵蓋作為發明主題的部分且達成本文中所揭示之優勢。

自本發明之各種態樣的結合附圖進行的以下詳細描述，本發明的此等及其他目標、特徵及優勢將變得顯而易見。

以下參考在附圖中說明之非限制性實例更充分地解釋本發明之態樣及其某些實例、特徵、優勢及細節。省略對熟知材料、製造工具、處理技術等之描述，以免不必要地詳細混淆相關細節。然而，應理解，詳細描述及實施方式儘管指示本發明之態樣，但仍僅藉助於說明給出且並非限制性的。在基本發明性概念之精神及/或範圍內的各種取代、修改、添加及/或配置自本發明對於所屬領域中具通常知識者將為顯而易見。

如本文貫穿本發明所使用之近似語言可用於修飾可以許可的方式變化而不導致其相關之基本功能改變之任何定量表示。因此，由諸如「約（about）」或「實質上（substantially）」之術語修飾之值可不限於所指定的精準值。舉例而言，此等術語可指小於或等於±5%，諸如小於或等於±2%、諸如小於或等於±1%、諸如小於或等於±0.5%、諸如小於或等於±0.2%、諸如小於或等於±0.1%、諸如小於或等於±0.05%。在一些情況下，近似語言可對應於用於量測該值之儀器的精度。

本文中所用的術語僅出於描述特定實例之目的且並不意欲為限制性的。如本文中所使用，單數形式「一」及「該」意欲亦包括複數形式，除非上下文另有清晰地指示。此外，並不意欲將對「一個實例」的參考解釋為排除亦併有所敍述特徵之額外實例的存在。此外，除非明確地相反陳述，否則術語「包含（comprising）」（及包含（comprise）之任何形式，諸如「包含（comprises）」及「包含（comprising）」）、「具有（have）」（及具有（have）之任何形式，諸如「具有（has）」及「具有（having）」、「包括（include）」（及「包括（include）」之任何形式，諸如「包括（includes）」及「包括（including）」）及「含有（contain）」（及「含有（contain）」之任何形式，諸如「含有（contains」及「含有（containing）」用作開放式連詞。結果，「包含」、「具有」、「包括」或「含有」一或多個步驟或元件之任何實例具有此等一或多個步驟或元件，但不限於僅具有此等一或多個步驟或元件。如本文所使用，術語「可（may）」及「可為（may be）」指示一組情形內一事件發生（occurrence）；擁有指定性質，特性或功能的可能性；及/或限定另一動詞，該限定另一動詞係藉由表達與該限定動詞相關聯之能力（ability、capability）或可能性中之一或多者來進行。因此，使用「可」及「可為」指示，經修飾術語顯而易見為在考慮在某些情況下修飾術語有時可能並不適當、並不能夠或並不合適的同時適於、能夠或適合於指示之容量、功能或使用。舉例而言，在一些情況下，可預期到事件或容量，而在其他情況下，事件或容量不可發生 - 此區別藉由術語「可」及「可為」擷取。

如本文所用且除非另有指示，否則術語「整個（entirety）」（及「整個（entire）」之任何其他形式）意謂至少實質性部分，諸如至少95%或至少99%。如本文中所使用，術語「整個（entirety）」（及「整個（entire）」之任何其他形式）藉此不限於100%，除非另有指示。如本文中所使用，除非另外指出，否則術語「層」不限於材料之單一連續本體。「層」可包括多個子層，該多個子層可為相同或不同材料，及/或可包括塗層、黏著劑等。此外，本文中揭示的流體槽之層（或子層）中之一或多者可經修改（例如，經蝕刻、經材料沈積等）以提供本文中所描述之特徵。

本文中所描述的流體槽可在用於學術或商業分析的各種生物或化學製程及系統中使用。更具體言之，本文所述的流體槽可用於需要偵測指示指定反應之事件、性質、品質或特徵之各種過程及系統中。舉例而言，本文所述的流體槽可包括光偵測裝置、生物感測器及其組件以及與生物感測器一起操作之生物測定系統或與之整合。

流體槽可經建構以促進可個別地或共同地偵測之複數個指定反應。流體槽可經建構以執行複數個循環，其中複數個指定反應並行發生。舉例而言，流體槽可用於藉由酶促操縱及光或影像偵測/獲取之迭代循環來對密集之DNA特徵陣列進行測序。由此，流體槽可與一或多個微流體通道連通，該一或多個微流體通道將反應溶液中之試劑或其他反應組分遞送至流體槽之反應位點。可以預定方式，諸如以均勻或重複方式提供或隔開反應位點。或者，反應位點可隨機分佈。反應位點中的每一者可與一或多個光導及偵測來自相關聯反應位點之光的一或多個光感測器相關聯。在一些流體槽中，反應位點可位於反應凹部或腔室中，其可至少部分地分隔其中之指定反應。

如本文所用，「指定反應」包括所關心之化學或生物物質（諸如所關心之分析物）之化學、電、物理或光學性質（或品質）中的至少一者之變化。在特定流體槽中，指定反應為陽性結合事件，諸如將螢光標記之生物分子與所關心分析物結合在一起。更大體而言，指定反應可為化學轉化、化學變化或化學相互作用。指定反應亦可為電性質之變化。在特定流體槽中，指定反應包括將螢光標記之分子與分析物結合。分析物可寡核苷酸且經螢光標記之分子可為核苷酸。當激發光指向具有標記核苷酸的寡核苷酸且螢光團發射可偵測的螢光信號時，可以偵測到指定反應。在替代流體槽中，偵測到的螢光為化學發光或生物發光的結果。指定反應亦可例如藉由使供體螢光團接近接受體螢光團而使螢光（或Foörster）共振能量轉移（resonance energy transfer，FRET）增加，或藉由分開供體螢光團與接受體螢光團而使FRET減少，藉由自螢光團分離抑止劑而使螢光增加或藉由共置抑止劑及螢光團而使螢光減少。

如本文中所使用，「反應溶液」、「反應組分」或「反應物」包括可用以獲得至少一個指定反應之任何物質。舉例而言，可能反應組分包括試劑、酶、樣品、其他生物分子以及緩衝溶液。反應組分可在溶液中遞送至本文中所揭示之流體槽中的反應位點及/或可在反應位點處固定。反應組分可與另一物質直接或間接相互作用，例如固定在流體槽之反應位點處的所關心分析物。

如本文中所使用，術語「反應位點」為至少一個指定反應可發生所在的局部區。反應位點可包括反應結構或基板之支撐表面，其上可固定有物質。舉例而言，反應位點可包括其上具有反應組分（諸如其上之核酸集落）之反應結構之表面（其可定位於流體槽之通道中）。在一些流體槽中，集落中之核酸具有相同之序列，例如為單股或雙股模板之純系副本。然而，在一些流體槽中，反應位點可能僅含有單核酸分子，例如單股或雙股形式。

複數個反應位點可沿著流體槽之反應結構隨機分佈，或可以預定方式配置（例如，在矩陣中並排配置，諸如在微陣列中）。反應位點亦可包括反應腔室或凹部，其至少部分地界定經建構以分隔指定反應之空間區或體積。如本文所使用，術語「反應腔室」或「反應凹部」包括支撐結構之界定之空間區（其通常與流動通道流體連通）。反應凹部可與周圍環境或其他空間區至少部分地分開。舉例而言，複數個反應凹部可藉由共用之壁彼此分開。作為更特定實例，反應凹部可為由偵測表面之內表面界定之凹痕、凹點、井、凹槽、腔體或凹陷形成之奈米井，且具有開口或孔口（即，開放的）以使得奈米井可與流動通道流體連通。

在一些流體槽中，流體槽之反應結構之反應凹部相對於固體（包括半固體）設定大小及形狀，以使得固體可完全或部分地插入其中。舉例而言，反應凹部可經設定大小及形狀以適應俘獲珠粒。俘獲珠粒於其上可具有純系地擴增之DNA或其他物質。或者，反應凹部可經設定大小及形狀以收納大致數個珠粒或固體基材。作為另一實例，反應凹部可填充有多孔凝膠或物質，該多孔凝膠或物質經建構以控制可能流入反應凹部中之擴散或過濾流體。

流體槽之一或多個光偵測裝置之光感測器（例如，光電二極體）可與對應反應位點相關聯。當在相關聯反應位點處發生指定反應時，與反應位點相關聯之光感測器經由至少一個光導偵測來自相關聯反應位點之光發射。在一些流體槽中，複數個光感測器（例如，光偵測或相機裝置之若干像素）可與單一反應位點相關聯。在其他流體槽中，單一光感測器（例如，單一像素）可與單一反應位點或一組反應位點相關聯。可建構光感測器、反應位點及流體槽之其他特徵，以使得至少一些光直接被光感測器偵測而不反射。

如本文中所使用，「生物或化學物質」包括生物分子、所關心樣品、所關心分析物以及其他化學化合物。生物或化學物質可用以偵測、識別或分析其他化學化合物，或可充當用以研究或分析其他化學化合物之中間體。在特定流體槽中，生物或化學物質包括生物分子。如本文所用，「生物分子」包括生物聚合物、核苷、核酸、多核苷酸、寡核苷酸、蛋白質、酶、多肽、抗體、抗原、配體、受體、多糖、碳水化合物、多磷酸鹽、細胞、組織、生物體中之至少一種或其片段或任何其他具有生物活性之化學化合物，諸如上述物種之類似物或模擬物。在另一實例中，生物或化學物質或生物分子包括在偶聯反應中用於偵測另一反應產物（諸如酶或試劑）之酶或試劑，諸如在焦磷酸測序反應中用於偵測焦磷酸之酶或試劑。

生物分子、樣品及生物或化學物質可為天然存在的或合成的，且可懸浮在反應凹部或區內的溶液或混合物中。生物分子、樣品及生物或化學物質亦可結合至固相或凝膠材料。生物分子、樣品及生物或化學物質亦可包括醫藥組成物。在一些情況下，感興趣之生物分子、樣品及生物或化學物質可被稱作目標、探針或分析物。

如本文所用，「流體槽」包括裝置，該裝置包括在反應結構上延伸之蓋，其在其間協作地形成與反應結構之複數個反應位點連通之流動通道，且包括至少一個光偵測裝置，該至少一個光偵測裝置經建構以偵測在反應位點處或附近發生之指定反應。流體槽可包括固態光偵測或「成像」裝置（例如CCD或CMOS光偵測裝置）。作為一個特定實例，流體槽可經建構以藉由整合泵流體地及電地耦接至卡匣，該泵可經建構以流體地及/或電地耦接至生物測定系統。卡匣及/或生物測定系統可根據預定方案（例如，合成測序）將反應溶液遞送至流體槽之反應位點，且執行複數個成像事件。舉例而言，卡匣及/或生物測定系統可引導一或多種反應溶液穿過流體槽之流動通道，且藉此沿著反應位點。反應溶液中之至少一種可包括具有相同或不同螢光標記之四種類型之核苷酸。核苷酸可結合至流體槽之反應位點，例如在反應位點處結合至對應寡核苷酸。卡匣及/或生物測定系統可接著使用激發光源（例如，固態光源，諸如發光二極體（LED））照射反應位點。激發光可具有一預定波長或包括一系列波長之複數個波長。由入射激發光激發的螢光標記可提供可由流體槽之光感測器偵測到的發射信號（例如，波長不同於激發光且可能彼此不同之光）。

如本文所用，術語「固定」當相對於生物分子或生物或化學物質使用時，包括將生物分子或生物或化學物質在分子水平上實質上附著於表面，諸如附著至在流體槽之光偵測裝置上之反應結構之偵測表面。舉例而言，可使用包括非共價相互作用（例如，靜電力、凡得瓦爾力及疏水性界面之脫水）及共價結合技術（其中官能團或鍵聯基團有助於將生物分子附著至偵測表面）之吸附技術將生物分子或生物或化學物質固定在流體槽之反應結構之偵測表面。將生物分子或生物或化學物質固定至流體槽之反應結構之偵測表面可基於表面之性質、攜帶生物分子或生物或化學物質之液體介質及生物分子或生物或化學物質自身之性質。在一些情況下，可對偵測表面進行功能化（例如，化學或物理修改）以促進將生物分子（或生物或化學物質）固定在其上。

在一些實例中，可將核酸固定在流體槽之反應結構上，諸如固定在反應凹部或其奈米井之表面上。可利用天然核苷酸及經建構以與天然核苷酸相互作用之酶。天然核苷酸包括例如核糖核苷酸或脫氧核糖核苷酸。天然核苷酸可為單磷酸、二磷酸或三磷酸形式，且可具有選自腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U）、鳥嘌呤（G）或胞嘧啶（C）之鹼基。然而，應理解，可利用非天然核苷酸、經改質核苷酸或上述核苷酸之類似物。

如上所指出，可將生物分子或生物或化學物質固定在流體槽之反應結構之奈米井中之反應位點。此類生物分子或生物物質可藉由過盈配合、黏附、共價鍵或截留而實體地保持或固定在反應凹部內。物品或固體可安置在反應凹部內，諸如包括聚合物珠粒、丸粒、瓊脂糖凝膠、粉末、量子點或可被壓縮及/或保持在奈米井內之其他固體。在某些實施中，奈米井可塗佈或填充有能夠共價結合DNA寡核苷酸之水凝膠層。核酸超結構，諸如DNA球，可例如藉由附著至奈米井之內表面或藉由駐留在奈米井內之液體中而安置在奈米井中或奈米井處。可執行DNA球或其他核酸超結構，且接著將其安置在奈米井中或奈米井處。或者，可在奈米井處原位合成DNA球。固定在奈米井中之物質可處於固態、液態或氣態。

所公開之流體槽可經建構用於生物或化學分析以獲得與之有關之任何資訊或資料。特定流體槽可包含經建構用於各種應用之核酸測序系統（或測序儀）之一部分，包括但不限於自頭測序、整個基因組或靶基因組區之重測序及宏基因組學。測序系統可經建構以執行DNA或RNA分析。流體槽可經建構以在其作用表面上執行大量並行反應以獲得與反應有關之資訊。

流體槽可包括一或多個流動通道，其將溶液引導至一或多個光偵測裝置上之反應結構之作用區域/表面上之反應位點或朝向該等反應位點引導，如下文進一步解釋。舉例而言，在使用中，流體槽可因此與流體儲存系統（圖中未示）流體連通，該流體儲存系統可儲存用於在流體槽中進行指定反應之各種反應組分或反應物。流體儲存系統亦可儲存用於洗滌或清潔流體槽之一或多個流動通道及/或用於稀釋反應物之流體。舉例而言，流體儲存系統可包括各種儲集器以儲存樣品、試劑、酶、其他生物分子、緩衝溶液、水溶液以及非極性溶液及其類似物。此外，流體儲存系統亦可包括用於接收來自流體槽之廢棄產物的廢料儲集器。

圖1說明可在本發明之流體槽中使用的光偵測裝置10之一個實例。光偵測裝置10可包含諸如基礎層或晶圓14之複數個堆疊層及在其上延伸之複數個介電層及金屬-介電質層。如圖1所示，光偵測裝置10包括光感測器12之感測器陣列及光導18之光導陣列。光偵測裝置10亦可包括沿著光偵測裝置10之頂部部分22（包括在光導18之開口上）延伸之反應結構20。光偵測裝置10可經建構以使得每一光感測器12與定位在光偵測裝置10之頂表面22上的反應結構20之單一光導18及/或單一反應凹部16（例如，奈米井）相對應或對準，使得其僅自其接收光子。然而，在其他實例中，單一光感測器12可經由多於一個光導18及/或自多於一個反應凹部16接收光子。單一光感測器12可藉此形成一個像素或多於一個像素。如圖1所示，反應凹部16可由例如反應結構20之頂表面中之凹痕或深度（或厚度）之變化來界定。

如圖1所示，反應結構20（及潛在之光感測器12）之光導18及反應凹部16之陣列可以界定之重複圖案設置，使得凹部16及/或光導18（及潛在之光感測器12）中之至少一些以界定之位置圖案彼此相等地間隔開。在其他實例中，反應凹部16及/或光導18（及潛在之光感測器12）可以隨機圖案設置，及/或反應凹部16及/或光導18（及潛在之光感測器12）中之至少一些可彼此可變地間隔開。反應凹部16之陣列之間的間隙區域可為實質上平整之表面。如下文進一步解釋，反應結構20之反應凹部16之陣列可具有設置在其中（例如，固定在其表面上）之至少一個相應反應位點。

光偵測裝置10之對光敏感之區域稱為裝置10之作用區域。光偵測裝置10之作用區域藉此包括含有光導18之區域，該光導將光引導至光感測器12。如上所指出，光偵測裝置10之頂表面22可包括反應結構20，該反應結構具有定位在其上之反應凹部16之陣列，用於在其上/其中含有至少一個可用/可接近以在流體槽操作期間用於試劑遞送及反應（例如，回應於反應流體中之分析物）及照明之對應反應位點。如圖1所示，反應結構20可在光偵測裝置10之整個（例如，至少95%或至少99%或100%）作用區域上延伸。在此等組態中，反應結構20之頂部或偵測器表面可藉此界定光偵測裝置10之作用表面，反應溶液可在該作用表面上流動且駐留且與形成在反應凹部16上/中之反應位點相互作用。光偵測裝置10之作用表面可包含凹槽16之表面及在凹槽16之間及周圍延伸之間隙區域。

反應結構20之曝露之頂表面（即，反應凹部16之曝露之頂表面及/或在其間及附近延伸之間隙區域）可包含光滑之平坦/平整表面。在特定實例中，間隙區域之曝露之頂表面及/或反應結構20之曝露之頂表面之反應凹部16可為光滑之平坦/平整表面，其防止反應溶液或任何其他生物或化學物質被捕獲或保留在上面及/或防止填充跳變錯誤。舉例而言，反應結構20之頂部曝露表面可包括微米範圍之表面粗糙度，諸如小於或等於20 μm或小於或等於1 μm之表面粗糙度。在一些實例中，反應結構20可包括小於或等於100 nm，或小於或等於10 nm之表面粗糙度。

反應結構20可包含一或多個層。在一個實例中，反應結構20包括複數個重疊層。反應結構20可包括一或多個層，其經建構以允許來自反應凹部16中之反應位點之激發光信號及/或發射光信號（在用反應溶液處理之後）自其中穿過、進入一或多個對應光導18之開口中，且潛在地到達一或多個對應光感測器12（例如，取決於光導18之組態）。作為另一實例，反應結構20可包括多出一個層，該層防止來自反應凹部16中之特定反應位點之發射光之串擾或「共用」傳播或傳遞至不對應之感測器12。反應結構20可提供固體表面，其允許將化學品、生物分子或其他所關心分析物固定在其上。舉例而言，反應凹部16上之每一反應位點可包括固定在其曝露之外表面上之生物分子叢集。因此，反應結構20可包含准許將反應位點固定在反應凹部16上之材料。可對反應結構20進行物理或化學改質以促進固定生物分子以形成反應位點及/或促進偵測自其之光發射。可形成反應結構20之層之實例包括至少一個SiN層及至少一個TaO層。然而，反應結構20可包含不同層（例如，不同層、較少層及/或額外層）及/或不同材料。

光導18可包含濾光材料，該濾光材料經建構以過濾激發光或包括激發光之波長在內之一定範圍之波長，且准許來自至少一個對應反應凹部16之至少一個反應位點之光發射（或一定範圍之波長（包括光發射之波長）傳播穿過其中且朝向至少一個對應光感測器12。光導18可為例如吸收濾光片（例如有機吸收濾光片），使得濾光片材料吸收某一波長（或波長範圍）且允許至少一個預定波長（或波長範圍）通過其中。陣列之每一光導18可包括實質上相同之濾光材料，或不同光導18可包括不同濾光材料。每一光導18可藉此相對於裝置10之周圍材料（例如，介電材料）建構以形成導光結構。舉例而言，光導18可具有至少約2.0之折射率。在某些組態中，光導18可經建構以使得激發光之光密度（OD）或吸收率為至少約4 OD。

如圖1所示，光偵測裝置10可包括當光感測器12偵測到光發射（例如，光子）時傳輸或傳導信號之電路24。如上文所論述，光發射可自/藉由與反應結構20之反應凹部16相關聯之至少一個反應位點發射，且藉由至少一個光導18引導或傳遞至相關聯光感測器12。電路24可包括能夠傳導電流之互連之導電元件（例如，導體、跡線、通孔、互連，等），諸如基於偵測到之光子的資料信號之傳輸。舉例而言，電路24可類似於或包括微電路配置。光偵測裝置10可包含至少一個積體電路，該至少一個積體電路具有電耦接至電路24之光感測器12之陣列。光偵測裝置10內之電路24可經建構用於信號放大、數位化、儲存及處理中的至少一者。電路24可收集（且潛在地分析）由感測器12偵測到的光發射，且產生用於將偵測資料傳達至生物測定系統之資料信號。電路24亦可在光偵測裝置10中執行額外模擬及/或數位信號處理。

如圖1所示，光偵測裝置10之裝置電路24可鄰近基底部分14或僅部分地穿過基底部分延伸。基底部分14可藉此為裝置電路24之延伸穿過其中的導電通孔或其他部分之腔體。可形成光偵測裝置10之曝露之背側表面26之基底部分14之背側26可為裝置電路24之空腔。換言之，裝置電路24可完全位於光偵測裝置10內之基底部分14之背側26的上方，使得裝置電路24在基底部分14之背側26及/或裝置10本身處不可接近。然而，如圖1所示，裝置電路24可延伸至光偵測裝置10之頂側。舉例而言，裝置電路24可延伸穿過光偵測裝置10到達且潛在地穿過反應結構20。如圖1所示，可由反應結構20之曝露之頂表面（若存在）形成之光偵測裝置10之頂側可藉此包括裝置電路24。換言之，如圖1所示，裝置電路24可在光偵測裝置10之頂側曝露且可接近，該頂側可為反應結構20之頂側表面（若存在）。

可使用積體電路製造製程來製造光偵測裝置，諸如用於製造電荷耦合裝置電路（CCD）或互補金屬氧化物半導體（CMOS）裝置或電路之製程。光偵測裝置可藉此包括例如一或多種半導體材料，且可採取例如CMOS光偵測裝置（例如，CMOS影像感測器）或CCD影像感測器、另一類型之影像感測器之形式。在本實例中，光偵測裝置10為如圖1所示之CMOS型影像感測器，但可使用其他類型之感測器。舉例而言，如圖1所示，光偵測裝置10可為基於半導體的，且包含包括裝置基底部分14之複數個堆疊之層，該等層可為例如矽層或晶圓。

當建構為CMOS型光偵測裝置10時，「互補」態樣係指在使用CMOS技術製造之積體電路（IC）中包括n型及p型金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）兩者。每一MOSFET具有具閘極介電質之金屬閘，該閘極介電質係諸如氧化物（因此，名稱的「金屬氧化物」部分）及閘下面之半導體材料（對應於名稱中之「半導體」）。在光偵測裝置10如圖1所示進行建構時，光感測器12可經由例如閘電耦接至電路24。

作為基於半導體之光偵測裝置10，電路24中的至少一些可設置在裝置或基板層內，光導118可各自延伸穿過/進入其中。每一基板層可包括互連之導電元件，其形成裝置電路24之至少一部分，其中介電材料圍繞或鄰近於電路之導電元件。電路24之導電元件可藉此嵌入在介電材料內。光導18亦可延伸穿過介電材料且可與電路間隔開。可使用各種金屬元件及/或介電材料，諸如適合於積體電路製造（例如，CMOS製造）之彼等。舉例而言，導電元件/電路24可為金屬元素，諸如W（鎢）元素、Cu（銅）元素、Al（鋁）元素或其組合，但應理解，可使用其他材料及組態。介電材料可為低k材料及/或含矽材料，諸如SiO2，但應理解，可使用其他介電材料及組態。

光偵測裝置10可為積體電路晶粒。舉例而言，光偵測裝置10可被製造為設置在電子級矽（EGS）或其他半導體（例如，諸如GaAs）之單基部部分（例如，晶圓）上之大批量複數個光偵測裝置10之一部分。複數個所製造之裝置藉此為一體的，且形成/配置成彼此鄰近且非常靠近。晶圓被切成（亦即，切割成）許多片，各自含有至少一個相異光偵測裝置10。如圖1中所示，可由晶圓之複數個一體式製造裝置來形成（即，切割成）單一之相異光偵測裝置10。或者，可由晶圓之複數個一體式製造裝置形成（即，切割成）複數個一體式鄰近之光偵測裝置10。

圖1說明可在本發明之流體槽中使用之光偵測裝置110之另一實例。圖2之光偵測裝置110類似於圖1之光偵測裝置10，且因此以「1」開頭之相似參考編號用於指示相似之組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。如圖2所示，光偵測裝置110與光偵測裝置10之不同之處在於，光偵測裝置110不包括位於其頂表面122上方之反應結構（形成反應凹部及在其間及附近延伸之間隙區域）。相反，所製造或切割之光偵測裝置110可以不包括反應結構。反應結構可位於切割之光偵測裝置110之頂表面122上，諸如在光偵測裝置110之處理之後，如下文進一步解釋。

光偵測裝置110與光偵測裝置10之不同之處亦在於，電路124包括通孔128，該通孔完全延伸穿過基礎晶圓部分114，如圖2所示。通孔128藉此在基礎晶圓部分114之背側126及裝置110本身處曝露且可接近。亦如圖2所示，基礎晶圓部分114之背側126（及裝置110本身）包括一或多個自基礎晶圓部分114之背側126延伸之間隔物部分130。至少一個間隔物部分130可與基礎晶圓部分114之背側126上之通孔128隔開、鄰近或僅部分重疊。以此方式，至少一個間隔物部分130可定位在基礎晶圓部分114之背側126上，使得每一通孔128之至少一部分被曝露且在基礎晶圓部分114之背側126及裝置110本身處可用。如圖2所示，光偵測裝置110可包括至少兩個間隔物部分130，其沿著基礎晶圓部分114之背側126之對置外側延伸。至少一個間隔物部分130可為基礎晶圓部分114且藉此為裝置10本身（其可能已被通孔128破壞或弱化）提供結構支撐或剛性地支撐。在一些光偵測裝置110中，至少一個隔離物部分130可為電絕緣或非導電的（或半導體），以便例如不干擾感測器112及/或電路124之操作。形成至少一個間隔物部分130之實例材料包括但不限於玻璃、熔融矽石、石英、矽、玻璃纖維、塑膠、環氧樹脂、陶瓷、介電複合材料、紙或其組合。

如圖3至圖5所示，可利用包括支撐框架34及支撐基板44之支撐結構32來形成本發明之流體槽。支撐框架34可界定頂表面36、底表面38及在頂表面36與底表面38之間延伸穿過框架34之至少一個腔體40（例如，空隙或孔口）。支撐結構32可包括任何數目個腔體44。如圖3及圖4中所示，支撐框架34可包括複數個相異的間隔開之腔體40之陣列。腔體40之陣列可彼此間隔開，使得支撐框架34之一部分完全圍繞每一腔體40延伸，且藉此在鄰近之腔體40之間延伸。腔體40之陣列可以重複（可能均勻）圖案界定，使得腔體40均勻或一致地間隔開。或者，腔體40之陣列可隨機地分佈，使得至少一些腔體40不均勻地間隔開。如圖5所示，每一腔體40可由支撐框架34之在頂表面36與底表面38之間延伸之內側壁50形成。在一些組態中，界定腔體40之支撐框架34之內側壁50可在頂表面36與底表面38之間垂直地延伸，使得腔體40之大小可在頂表面36與底表面38處界定相同之大小或形狀。

每一腔體40可經設定大小及形狀以包括一或多個光偵測裝置，諸如上文所描述的圖2之光偵測裝置110，如圖4及圖5中所示。然而，如下文進一步解釋，可在支撐框架34之腔體40內利用一或多個不同組態之光偵測裝置，諸如但不限於上文所描述的圖1之光偵測裝置10。另外，第一組態之至少一個光偵測裝置可與支撐框架34之一或多個第一腔體40一起使用，且第二組態之至少一個光偵測裝置可與支撐框架34之一或多個第二牆體40一起使用。

支撐框架34可為實質上平面的。舉例而言，支撐框架34之頂表面36及/或底表面38可為平坦且平行的。在一些組態中，頂表面36及/或底表面38可實質上平滑，諸如包括次微米級之表面粗糙度。在一些組態中，頂表面36及/或底表面38可包括小於或等於50 nm或小於或等於10 nm之表面粗糙度。在一些實例中，頂表面36及/或底表面38可包括在1-2 nm範圍內之表面粗糙度。如下文進一步解釋的，支撐框架34之頂表面36可與光偵測裝置之反應結構之偵測器表面（例如，裝置之作用表面）協作以形成用於流體槽之用於遞送試劑溶液之流動路徑，或反應結構、一或多個其他層及/或蓋可定位於支撐框架34之頂表面36及光偵測裝置之頂部部分122上。由此，支撐框架34之頂表面36（及反應結構之頂表面）之平坦度/平滑度可經建構以使得試劑流體能夠流動而不會夾帶或截留流體。

支撐框架34及潛在之基板44可為相對剛性的，以便在腔體40內牢固地保持光偵測裝置110並與之耦接，且防止光偵測裝置110在本發明之流體槽之製造、處置及/或使用期間之損壞性扭曲/變形。在一些組態中，支撐框架34（及潛在之基板44）包括至少50 GPa或至少70 GPA之楊氏模數。在一些組態中，支撐框架34（及潛在之基板44）包括至少約每攝氏度20之熱膨脹係數（CTE），或至少約每攝氏度30之熱膨脹係數。舉例而言，支撐框架34可包含硼鋁矽酸鹽玻璃（例如，Corning® EagleXG®玻璃），其楊氏模數在70-80 GPa之範圍內，且CTE在每攝氏度30-35之範圍內，或包含矽，其楊氏模數在160-170 GPa之範圍內，且CTE在每攝氏度35-40之範圍內。

在位於光偵測裝置110之頂部部分122上之反應結構上的反應位點之形成期間、在照明/偵測及/或製備及/或清潔本發明之流體槽期間，支撐框架34可與試劑溶液及/或其他材料/溶液接觸。支撐框架34可包含一或多種與測序試劑不反應之材料，諸如用於DNA接枝、聚類、裁切、併入及/或讀取之測序試劑。舉例而言，測序溶液可為水溶液及/或可包含油。

支撐框架34可在自其形成一或多個流體槽期間經受化學機械拋光（CMP）製程，如在下文進一步解釋。支撐框架34可包含一或多種對CMP漿料不反應之材料及在自其形成一或多個流體槽期間與支撐框架34接觸之混合物。舉例而言，CMP漿料或混合物可包含研磨顆粒及基礎液體。在一些實例中，基礎液體可包含水（例如，去離子水）及/或油。在一些實例中，研磨顆粒可包含例如氧化物，諸如二氧化矽、氧化鈰及/或氧化鋁。

支撐框架34可使位於每一腔體40內之至少一個光偵測裝置110電絕緣，以便不干擾其光感測操作。支撐框架34之圍繞/形成腔體40（在頂表面36與底表面38之間延伸）之部分之厚度/橫截面之至少一部分可包含電絕緣（即，非導電）材料（或半導體材料）。舉例而言，圍繞/形成自頂表面36延伸之腔體40之支撐框架34之部分之厚度/橫截面之至少一部分或在頂表面36與底表面38之間隔開的中間部分可包含電絕緣（即，非導電）材料（或半導體材料）。在一些組態中，支撐框架34可僅包含電絕緣材料。可形成支撐框架之至少一部分之實例電絕緣材料包括矽、玻璃（例如石英，熔融矽石、玻璃纖維、硼矽酸鹽玻璃（例如鹼土金屬硼鋁矽酸鹽玻璃，例如Corning® Eagle XG®玻璃）、浮動之硼矽酸鹽玻璃（例如，Borofloat® 33玻璃）或其他低自發螢光玻璃）、陶瓷、聚合物（例如塑膠、環氧樹脂、帶矽之環氧樹脂或可紫外線固化之環氧樹脂或黏著劑）、介電複合材料、紙或其組合。

然而，如下文進一步解釋，支撐框架34之部分可包含導電材料，諸如金屬材料。舉例而言，如下文進一步解釋，支撐框架34可包括導電通孔，該等導電通孔延伸穿過支撐框架34之靠近（例如，鄰近於）在頂表面36與底表面38之間延伸（且在頂表面36及底表面38處曝露）的腔體40之部分之厚度/橫截面。在一些組態中，支撐框架34之圍繞/形成自頂表面36及/或底表面34延伸之腔體40之部分之厚度/橫截面之一部分可包含導電材料（其可包含通孔之一部分）。

支撐框架34可包括複數個視覺指示/標記45，如圖4所示。視覺指示45可用於作為整體及/或其部分及/或與其耦接之組件（諸如，腔體40及位於腔體40內之一或多個光偵測裝置110，如下文進一步解釋）參考支撐框架34之位置及/或定向。以此方式，在將支撐框架34（及耦接至其之組件，如下文進一步解釋）處理成一或多個中間流體槽裝置及/或流體槽裝置（如進一步解釋）期間，視覺指示45可用作對準標記。舉例而言，視覺指示45可用於在封蓋及/或切割操作以形成一或多個中間流體槽裝置及/或流體槽裝置期間之對準。

視覺指示45可包含在視覺上與支撐框架34不同之任何材料，諸如相對於人眼及/或成像裝置（例如，數位相機）而言。在一些實例中，視覺指示45可包含顏料、油漆、染料、發光材料、金屬、氧化物或其組合。視覺指示45可包含對測序試劑及/或CMP漿料不反應之一或多種材料。

視覺指示45可設置在支撐框架34之底表面38（如圖4所示）上、支撐框架34之頂表面36上、在支撐框架34之頂表面36與底表面38之間至少部分地嵌入在支撐框架34之厚度內，或其組合。視覺指示45可經由任何過程形成在支撐框架34上。在一些實例中，視覺指示45可經由印刷製程（諸如噴塗製程或光微影製程）形成在支撐框架34上。

如圖4及圖5所示，支撐結構32可包括支撐框架34之頂表面36，其耦接至基板或載體44之頂表面46。支撐框架34及基板44可以可移除方式耦接或固定地耦接。在一些支撐結構32中，基板44可包含與支撐框架34之材料相同或類似之材料。在一些其他支撐結構32中，基板44可包含與支撐框架34之材料不同之材料。基板44之頂表面46可為實質上平滑且平坦的，使得支撐框架34之頂表面36與基板44之頂表面46為平行的，且潛在地實質上共面，如圖5所示。在一些組態中，基板44之頂表面46可界定與支撐框架34之頂表面36相同或類似之表面平滑度。

亦如圖4及圖5所示，在支撐框架34之頂表面36耦接至基板44之頂表面46之情況下，至少一個切割出的光偵測裝置110可「面朝下」地定位在腔體40內，使得至少一個光偵測裝置110之頂表面122位於基板44之頂表面46上或附近。以此方式，至少一個光偵測裝置之頂表面122可與支撐框架34之頂表面36實質上對準（例如，共面）。類似地，若至少一個切割出的光偵測裝置110包括設置在頂表面122上之反應結構（例如，如圖1之光偵測裝置10），則偵測器之頂表面/反應結構之作用表面可位於基板44之頂表面46上或附近，且間隙部分可與支撐框架34之頂表面36實質上對準（例如，共面）。

如圖5所示，支撐框架34可比至少一個光偵測裝置110薄，使得其背側126延伸超過支撐框架34之底表面38。在一些其他支撐框架34組態中，支撐框架34之底表面38可與至少一個光偵測裝置110之背側126齊平或低於其。至少一個光偵測裝置110可界定比腔體40小之對應大小。切割出的至少一個光偵測裝置110可藉此定位在支撐結構32之腔體40內，使得至少一個光偵測裝置110之周邊與支撐框架34之內側壁50間隔開，如圖5所示。舉例而言，腔體40之一部分可圍繞至少一個光偵測裝置110之周邊延伸，以形成在支撐框架34之腔體40之內側壁50與至少一個光偵測裝置110之周邊之間延伸的溝槽或邊緣腔體部分52。

至少一個光偵測裝置110可自由地直接置放在腔體40中之基板44之頂表面46上。在一些此等配置中，至少一個光偵測裝置110可經由工具或支撐構件機械地固持在腔體40中。

根據本發明之支撐結構232之另一實例在圖6中展示。圖6之支撐結構232類似於圖3至圖5之支撐結構32，且因此以「2」開頭之相似參考編號用於指示相似之組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。如圖6所示，支撐結構232與支撐結構32之不同之處在於包括插入物構件或層248，該插入物構件或層將至少一個光偵測裝置210之頂部部分122化學耦接/結合至腔體244內之基板244之頂表面246。插入層248可為任何臨時或可移除之結合材料（例如，經由一或多個化學、機械及/或輻照過程）。在一個實例中，插入層248可包含聚合物材料（例如，一或多種環烯烴共聚物），其可被提供在溶劑澆鑄之接合材料組成物中。舉例而言，插入層248可包含由Brewer Science公司出售之BrewerBond®臨時接合材料，諸如BrewerBond® 220或BrewerBond® 305。在另一實例中，插入層248可包含高UV吸收釋放層及/或黏著層，例如JSR Corporation銷售之JSR ELPAC TA系列臨時接合材料。插入層248可例如藉由旋塗、噴塗、染料槽縫式塗佈或層壓形成在基板244之頂表面246上。

插入層248可包含一或多個材料層，該等層在腔體240內之基板244之頂表面246上延伸。至少一個光偵測裝置110之頂部部分122可藉此位於腔體244內的插入層248之頂表面247上。插入層248亦可在基板244之頂表面246與支撐框架234之頂表面236之間延伸，如圖6中所示。支撐框架之頂側236可藉此在插入層248之頂表面247上延伸，且插入層248可在基板244之頂側246上延伸。

根據本發明之支撐結構332之另一實例在圖7中展示。圖7之支撐結構332類似於圖3至圖5之支撐結構32及圖6之支撐結構232，且因此，以「3」開頭之相似參考編號用於指示相似之組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。如圖7所示，支撐結構332與支撐結構32及支撐結構232之區別在於包括間隔物構件/層349，該間隔物構件/層使基板344之頂表面346與至少一個光偵測裝置110之頂部部分122間隔開。間隔物層349可僅在基板344之頂表面346與支撐框架334之頂表面336之間延伸，且藉此不延伸穿過腔體340。以此方式，間隔物層349自基板344之頂表面346升高支撐框架334之頂表面336，至少一個光偵測裝置110之頂部122覆蓋在其上。以此方式，間隔物層349在自背側126延伸至至少一個光偵測裝置110之頂部部分122之方向上將至少一個光偵測裝置110之頂部部分122隔著支撐框架334之頂表面336隔開（即，在上方）。間隔物層349可包含與插入層248相同或類似之材料。間隔物層349可例如藉由旋塗、噴塗、染料槽縫式塗佈或層壓形成於基板344之頂表面346上。儘管圖7之支撐結構332展示為不包括插入層（例如，圖6之支撐結構232之插入層248），但支撐結構332可包括在基板344與支撐框架334之間跨越腔體340在基板344之頂表面336上延伸之插入層。

根據本發明之支撐結構432之另一實例在圖8中示出。圖8之支撐結構432類似於圖3至圖5之支撐結構32、圖6之支撐結構232及圖7之支撐結構332，且因此以「4」開頭之相似參考編號用於指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。如圖8所示，支撐結構432在腔體440之側壁450之組態上不同於支撐結構32、支撐結構232及支撐結構332。

如圖8所示，每一腔體440可由在頂表面436與底表面438之間延伸之支撐框架434之內側壁450形成。界定腔體440之支撐框架434之內側壁450可當腔體自底表面438延伸至頂表面436時朝向腔體440之內部向內延伸，使得腔體440之大小在頂表面436處比底表面438處更小或更窄（即，每一腔體440在底表面438處之開口大於其在頂表面436處之開口）。應注意，側壁450可在頂表面436處非常接近但仍與至少一個光偵測裝置110之周邊間隔開。對應地，腔體440之在內側壁450與至少一個光偵測裝置110之周邊之間延伸的邊緣腔體部分452可隨著自底表面438延伸至頂表面436而變窄。

內側壁450之形狀或組態可藉由支撐框架434之任何組態及/或製造或處理技術來形成。舉例而言，支撐框架434可包含具有不同大小之開口之複數個支撐框架層，使得當堆疊在一起時，該等開口形成腔體40。作為另一實例，內側壁450之形狀或組態可藉由以下方式形成：蝕刻或以其他方式成形或形成支撐框架434。

在一個實例中，內側壁450可以一定角度自頂表面436至底表面434線性地（即，平坦）向內延伸至腔體440之內部，如圖8所示。在其他實例中，內側壁450可不線性地（即，平坦）延伸。舉例而言，內側壁450可自底表面438至頂表面436直線地、曲線地或其組合地延伸，使得與底表面438相比，腔體440之大小在頂表面436處更小或更窄。在一個此類實例中，支撐框架434之內側450之界定腔體440之一部分可沿著支撐框架534之厚度之一部分自底表面438朝向頂表面436垂直地延伸，且另一部分可向內朝向腔體540之內部以一定角度線性地（即，成角度之平面）延伸至頂表面436。

圖9至圖11B說明將單個的相異光偵測裝置110經由支撐/填充材料60耦接在圖3至圖5之支撐結構32之支撐框架34之每一腔體40內。如圖9所示，支撐材料60可自鄰近支撐框架34之底表面38之其曝露側引入至支撐框架34之側壁50與光偵測裝置110之周邊之間的邊緣腔體部分52中。支撐材料60可將支撐框架34及光偵測裝置110牢固地耦接在一起。具體而言，如圖11A及圖11B所示，支撐材料60可圍繞位於腔體40內之光偵測裝置110之外側之周邊延伸。支撐材料60可藉此在定位於腔體40內之光偵測裝置110之外側之周邊與腔體40之側壁50之間延伸且將其耦接在一起。在一些實例中，在將支撐材料60沈積在每一腔體40內之後，支撐框架34之底表面38、每一腔體40內之支撐材料60及/或光偵測裝置110可經受一或多個CMP操作。舉例而言，在至少一個腔體40內之支撐材料60及/或光偵測裝置110可延伸成高於（即，在上方）支撐框架34之底表面38之至少最近部分，且一或多個CMP操作可移除一部分支撐材料60及/或光偵測裝置110以平坦化支撐框架34之底表面38、支撐材料60及光偵測裝置110。

支撐材料60可為能夠流入或以其他方式引入邊緣腔體部分52（諸如在第一狀態，例如液體或粉末狀態）且將支撐框架34與腔室40內之光偵測裝置110牢固地耦接在一起（諸如在第二狀態，例如硬化或固化狀態）之任何材料。支撐材料60可為電絕緣或非導電的（或半導體），以便不干擾光偵測裝置110之操作（例如，感測器112及/或電路124之操作）。支撐材料60可在反應結構之形成、反應結構上之反應位點之形成、照明/偵測及/或本發明之流體槽之製備及/或清潔期間與試劑溶液及/或其他材料/溶液接觸。由此，支撐材料60可包含一或多種對測序試劑不反應之材料，諸如用於DNA接枝、聚類、裁切、併入及/或讀取之測序試劑。舉例而言，測序試劑可包括水及/或油。支撐材料60之實例材料包括矽、玻璃（例如石英、熔融矽石、玻璃纖維、硼矽酸鹽玻璃（例如，鹼土金屬硼鋁矽酸鹽玻璃，諸如Corning® Eagle XG®玻璃）、浮動硼矽酸鹽玻璃（例如Borofloat® 33玻璃）或其他低自發螢光玻璃）、陶瓷、聚合物（例如，塑膠、環氧樹脂、帶矽之環氧樹脂或可UV固化之環氧樹脂或黏著劑）、介電質複合材料或其組合。

如圖10至圖11B所示，在支撐材料60填充邊緣腔體部分52且將支撐框架34及至少一個光偵測裝置110與至少一個腔體40牢固地耦接之後，可自其移除支撐結構32之其餘部分。舉例而言，可自支撐框架34之頂表面36、光偵測裝置110之頂部部分122及支撐材料60之頂表面移除基板44及與其相關聯之任何插入物及/或間隔物層/構件，如圖10所示。隔離之支撐框架34、位於至少一個腔體40內之至少一個光偵測裝置110及沈積之支撐材料60可包含中間流體槽裝置62，如圖11A及圖11B所示。中間流體槽裝置62可進一步處理成一或多個流體槽，如下文進一步解釋。如上所指出，儘管圖2之光偵測裝置110說明為圖9至圖11B之中間流體槽裝置62之支撐框架34之腔體40之陣列，但其他組態之光偵測裝置（諸如圖1之光偵測裝置10）可類似地或同等地用於支撐框架34之至少一個腔體40內。

自支撐結構32之其他部分移除中間流體槽裝置62之模式或方法可至少部分地涉及支撐框架34及基板44之材料（及/或與之相關聯之任何插入物及/或間隔物層/構件）及/或其附接模式。在一些組態中，中間流體槽裝置62可自支撐結構32之其餘部分剝離。在一些組態中，基板44及與其相關聯之任何插入物及/或間隔物層/構件（若存在）可自中間流體槽裝置62化學及/或機械地蝕刻。在一些組態中，可在進行或不進行預處理（（諸如邊緣修整或雷射圖案化）的情況下經由吹氣、刀片插入、真空剝離或機械提昇將基板44及與之相關聯之任何插入物及/或間隔物層/構件（若存在）自中間流體槽裝置62移除。

如圖9至圖11B所示，在一些組態中，單一相異光偵測裝置110可定位在支撐框架34之至少一個腔體40內。如上所述且如圖9至圖11B所示，在此類組態中，支撐材料60可安置於支撐框架34之側壁50與各別腔體40內之單一相異光偵測裝置110之周邊之間的邊緣腔體部分52內，以將支撐框架34與單一相異光偵測裝置110耦接在一起。

如圖12A及圖12B所示，在一些其他中間流體槽裝置662之組態中，複數個間隔開之相異光偵測裝置110A、110B、110C可定位在支撐框架634之至少一個腔體640內。應注意，儘管本文使用三個光偵測裝置110A、110B、110C來說明複數個光偵測裝置之利用，但可等同地使用任何數目個光偵測裝置（例如，兩個光偵測裝置、三個光偵測裝置、四個光偵測裝置、五個光偵測裝置等）。圖12A及圖12B之中間流體槽裝置662類似於圖11A及圖11B之中間流體槽裝置62，且因此以「6」而非「1」開頭的相似參考編號用於指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。

如圖12A及圖12B所示，在中間流體槽裝置662之此類組態中，支撐材料660可安置在支撐框架634之側壁650與複數個間隔開之相異光偵測裝置110A、110B、110C之周邊側之間的邊緣腔體部分652內，與其鄰近及/或面向其以將支撐框架634與光偵測裝置110A、110B、110C耦接在一起。另外，如圖12A至圖12B所示，相異光偵測裝置110A、110B、110C可彼此間隔開，使得腔體640之間隙或裝置間部分653位於鄰近之相異光偵測裝置110A、110B、110C之間。支撐材料660可安置在鄰近之相異光偵測裝置110A、110B、110C之間的空隙部分652內，以將裝置110A、110B、110C耦接在一起且耦接至支撐框架634。以此方式，支撐材料660可圍繞位於腔體640內之間隔開之相異光偵測裝置110A、110B、110C之周邊延伸。

如圖13A及圖13B所示，在一些其他中間流體槽裝置762之組態中，複數個一體式、耦接或未隔開的相異光偵測裝置110A、110B、110C可定位在支撐框架734之至少一個腔體740內。圖13A及圖13B之中間流體槽裝置762類似於圖11A及圖11B之中間流體槽裝置62以及圖12A及圖12B之中間流體槽裝置662，且因此以「7」開頭而非分別以「1」或「6」開頭之相似參考標號用於指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。

如圖13A及圖13B所示，在中間流體槽裝置762之此類組態中，支撐材料760可安置在支撐框架734之側壁750與複數個一體式、耦接或未隔開的相異光偵測裝置110A、110B、110C之曝露之周邊側之間的邊緣腔體部分752內，與其鄰近及/或面向其以將支撐框架734與光偵測裝置110A、110B、110C耦接在一起。由於複數個光偵測裝置110A、110B、110C為一體式、耦接或未隔開的，因此腔體740不在鄰近裝置110A、110B、110C之間延伸（且因此，支撐材料760不在鄰近裝置110A、110B、110C之間延伸）。如上文所論述，可將複數個相異光偵測裝置110A、110B、110C製造為複數個一體式或耦接之相異光偵測裝置110A、110B、110C之晶圓之一部分。可將裝置之晶圓切割成單個相異光偵測裝置（如圖10至圖12B所示）及/或複數個一體式或耦接之相異光偵測裝置（包含任何數目個個別相異裝置）（如圖13A及圖13B所示）。

圖14說明在其一或多個腔體840內經由框架834及至少一個光偵測裝置10形成之中間流體槽裝置862，但無基礎基板或任何相關聯之插入物及/或間隔物層。圖14之中間流體槽裝置862類似於圖11A及圖11B之中間流體槽裝置62、圖12A及圖12B之中間流體槽裝置662以及圖13A及圖13B之中間流體槽裝置762，且因此以「8」開頭之相似參考編號用於指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。儘管在圖15A及圖15B中之每一腔體840中僅說明單一光偵測裝置110，但如上文所論述，腔體840可包括複數個間隔開之光偵測裝置110，且支撐材料860可在鄰近之間隔開之光偵測裝置110之間延伸。另外，儘管如上文所論述，在每一腔室840中展示圖1之光偵測裝置10，但可同等地利用其他光偵測裝置10，諸如圖2之光偵測裝置110。

中間流體槽裝置862與中間流體槽裝置62、中間流體槽裝置662及中間流體槽裝置762之不同之處在於支撐框架834及支撐材料860之腔體840之組態。如圖14所示，腔840僅部分地延伸穿過支撐框架840之厚度。腔體840自頂表面836延伸且朝向支撐框架840之底表面838延伸穿過支撐框架之一部分。支撐框架841之底部部分841藉此在腔體840之底表面843與支撐框架840之底表面838之間延伸，如圖14所示。

亦如圖14所示，支撐材料860之底層或部分863可在腔體840之底表面843上延伸，且至少一個光偵測裝置10可位於其上。以此方式，支撐材料860之底部部分863可在至少一個光偵測裝置10之底表面26與各別腔體840之底表面843之間延伸。

在一些實例中，支撐材料860可最初設置在腔體840之底表面843上以形成其底部部分863，且至少一個光偵測裝置10置放在其上，使得支撐材料860之底部部分863將至少一個光偵測裝置10耦接或以其他方式固持在各別腔體840內之適當位置，以進行進一步處理。舉例而言，在將至少一個光偵測裝置10置放在支撐材料860之底部部分863上方/上之後（例如，至少一個光偵測裝置10之底表面26位於支撐材料860之底部部分863的曝露頂表面上），可將額外支撐材料860引入至支撐框架834之側壁850與至少一個光偵測裝置10之周邊之間的邊緣腔體部分852中及支撐材料860之（先前形成之）底部部分863之曝露部分上。在一些其他實例中，可不存在支撐材料860之底部部分863，且至少一個光偵測裝置10可直接定位在支撐框架840之底表面838上（或另一層或材料可定位於其間）。

如圖15A及15B所示，在形成中間流體槽裝置962之後，可曝露腔體940內之支撐材料960之頂表面961。圖15A及圖15B之中間流體槽裝置962類似於圖11A及圖11B之中間流體槽裝置62、圖12A及圖12B之中間流體槽裝置662、圖13A及圖13B之中間流體槽裝置762以及圖14之中間流體槽裝置862，且因此以「9」開頭之相似參考編號用於指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。舉例而言，可經由自支撐框架934之頂表面936、支撐材料960之頂表面961及光偵測裝置110之頂表面122移除或分離支撐基板及任何相關聯之插入物及間隔物層來形成中間流體槽裝置962。或者，諸如若腔體840僅部分地延伸穿過支撐框架834，則可形成中間流體槽裝置962而無需支撐基板。

如圖15A及圖15B所示，支撐材料960之曝露頂表面961之至少一部分可在支撐框架931之頂表面/頂側936及定位於各別腔體940內的至少一個光偵測裝置110之鄰近頂部部分122之下方及之間延伸。雖然在圖15A及圖15B中僅說明單一光偵測裝置110，但如上文所論述，腔體940可包括複數個隔開的光偵測裝置110，且支撐材料960可在鄰近的隔開的光偵測裝置110之間延伸。在此類實例中，支撐材料960之此等部分之頂表面961可在鄰近之光偵測裝置110之頂部部分122之下方及之間延伸。支撐材料960之位於各別腔體940中之頂表面961可藉此包含位於支撐框架931之頂側936及至少一個光偵測裝置110之頂部部分122（定位於各別腔體940內）下方之凹入頂側表面部分。

在一些此類中間流體槽裝置962中，位於各別腔體940內之至少一個光偵測裝置110之頂部部分122可不包括在其上延伸之反應結構，如圖15A所示。如圖15B所示，在一些此類中間流體槽裝置962中，反應結構120可位於各別腔體940內之至少一個光偵測裝置110之頂部部分122及支撐材料960之頂側961上方，其填充其任何凹入部分以形成平坦頂表面，複數個奈米井16自該平坦頂表面延伸。

應注意，反應結構120可在至少一個光偵測裝置110之整個作用區域上定位在至少一個光偵測裝置110之頂部部分122上。反應結構120之平坦頂表面可藉此包含反應結構120之位於各別腔體940內之支撐材料960上的部分之頂表面，且反應結構120之間隙區域之頂表面可位於各別腔體940內的至少一個光偵測裝置110上。定位於各別腔體940內之支撐材料960上的反應結構120部分之頂表面與定位於各別腔體940內的至少一個光偵測裝置110上的反應結構120之間隙區域之頂表面可藉此共面。

亦如圖15B所示，反應結構120可進一步在支撐框架934之頂表面936上延伸。反應結構120之平坦頂表面可藉此亦圍繞各別腔體940在支撐框架934之至少頂表面936上延伸。定位於各別腔體40內之支撐材料960上的反應結構120部分之頂表面、圍繞各別腔體940定位在支撐框架934之頂表面936上的反應結構120部分之頂表面與定位在各別腔體940內的至少一個光偵測裝置110上的反應結構120之間隙區域之頂表面可藉此共面。

可用於形成反應結構120之層製造製程包括光微影、蝕刻（例如，反應性離子蝕刻）、濺鍍、蒸鍍、流延（例如，旋塗）、化學氣相沈積、電沈積、磊晶、熱氧化、實體氣相沈積等。在一些實例中，反應結構120可使用陰影技術形成。在一些實例中，反應結構12可使用奈米微影形成，諸如奈米壓印微影（NIL）。在一個實例中，反應結構120可至少部分地經由定位於支撐框架934之頂表面936、至少一個光偵測裝置110之頂部部分122及各別腔體940內的支撐材料960之頂側961上之一或多層紫外線（UV）可固化樹脂經由一或多個NIL相關製程形成。

在一個實例中，反應結構120可包含至少一個層，該至少一個層定位於光偵測裝置110之至少頂部部分122上、經建構以具有反應凹部16（例如，奈米井）之陣列（如上文關於圖1所論述）。在另一實例中，反應結構120之至少一個層可包括預先形成之反應凹部16。視情況，反應結構120之至少一個層可經蝕刻以移除其部分以形成反應凹部16的至少一部分。

在一個其他實例中，可藉由使反應結構120之至少一個層成形來形成具有反應凹部16之反應結構120。舉例而言，可將NIL材料至少沈積在光偵測裝置110之頂部部分122上。NIL材料可包含能夠使用NIL技術壓印之材料。舉例而言，NIL材料可包含聚合物。可接著用具有在NIL層中形成反應凹部16之特徵圖案之模具（亦稱為模板）壓印或衝壓NIL材料。在一些組態中，模具為透明的以允許UV或可見光在其中傳播。在此類組態中，NIL材料可包含在模具被壓入NIL材料中時藉由UV或可見光固化之可光固化之聚合物。因此，NIL材料可固化（例如，硬化）以形成反應凹部16。此過程可與步進閃光壓印微影（SFIL）相同或類似。在其他組態中，可藉由施加熱能及/或壓力來固化NIL材料。

圖16A至圖16D說明在中間流體槽裝置1062之背側上形成複數個背側電接點1072之實例過程，該等中間背側電接點可傳輸或傳導來自各別腔體1040內的至少一個光偵測裝置110之電路124之資料信號（基於由其光感測器116偵測到的光子），以便當經由中間流體槽裝置1062形成之流體槽與其一起使用時，將資料信號傳輸至生物感測器及/或生物測定系統。儘管中間流體槽裝置1062展示為具有圖11A及圖11B之中間流體槽裝置62之組態，但中間流體槽裝置1062可不同地建構，諸如圖12A及圖12B之中間流體槽裝置662或圖13A及圖13B之中間流體槽裝置762之組態，且因此以「10」開頭之相似參考編號用於指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。應注意，在中間流體槽裝置1062之背側上之背側接點1072耦接至各別腔體1040內的至少一個光偵測裝置110之背側通孔128。因此，儘管中間流體槽裝置1062展示為利用圖2之光偵測裝置110，但可同等地利用包括背側通孔128之其他光偵測裝置組態。

如圖16A及圖16B所示，非導電基板或材料1070定位於中間流體槽裝置1062之背側。亦如圖16A及圖16B所示，基板1070之背側1074包括耦接至其上之複數個曝露之導電背側接點1072。背側接點1072可至少部分地嵌入在基板1070之背側1074內。可為每一腔體1040內之每一光偵測裝置110之每一背側通孔128（即，排他地關聯之通孔128）提供背側接點1072（可能為單獨且相異之背側接點1072）。如圖16B所示，鄰近之背側接點1072可彼此間隔開，且基板1070之一部分可在其間延伸。

基板1070可包含任何非導電材料或半導體材料，諸如聚合物（例如，環氧樹脂）、矽、玻璃、陶瓷或其組合。背側接點1072可包含任何導電材料，諸如金屬（例如，銅）。在一些實例中，基板1070及背側接點1072可包含印刷電路板。

如圖16B所示，基板1070及/或背側接點1072可包含穿孔1076，該等穿孔至少部分地對準（例如，重疊）在支撐框架1034之每一腔體1040內的至少一個光偵測裝置110之背側126。穿孔1076藉此在每一腔體1040內之至少一個光偵測裝置110之背側126處至少部分地與間隔件130（若提供）及延伸穿過基礎晶圓部分114之通孔128之間的開口/空間對準（例如，重疊）。

如圖16C所示，導電導線或其他結構1080可耦接在每一腔體1040內之至少一個光偵測裝置110之通孔128與鄰近或相關聯之背側接點1072之間。導線1080可包含任何導電材料，諸如金屬（例如，銅）。導線1080可將資料信號自至少一個光偵測裝置110之電路系統124之通孔128傳輸至背側接點1072。每條導線1080可藉此自中間流體槽裝置1062之背側上之各別接點1072延伸進入並穿過鄰近或相關聯之穿孔1076，並到達支撐框架1034之腔體1040內之光偵測裝置110的各別通孔128，如圖16C所示。在一些實例中，導線1080可與穿孔1076之內側壁向內隔開。

在導線1080耦接在各別通孔128與背側接點1072之間的情況下，導線1080可被覆蓋、封閉/包覆在絕緣部分1082內，如圖16D所示。絕緣部分1082可包含電絕緣材料，以使電線1080電絕緣。如圖16D所示，絕緣部分1082可覆蓋曝露於穿孔1076之每一腔體1040內之至少一個光偵測裝置110之背側126的部分（或全部）。舉例而言，絕緣部分1082可在每一光偵測裝置110之間隔件130（若提供）與各別腔體1040上延伸且填充其間的空間。

每一絕緣部分1082亦可填充穿孔1076，且僅在與每一腔體1040相關聯之背側接點1072之一部分上延伸，從而形成背側接點1072之曝露部分。舉例而言，絕緣部分1082可僅在與各別導線1080耦接（並包覆導線1080）之背側接點1072之部分上延伸，諸如背側接點1072之在各別通孔1076附近（例如，鄰近）之部分。可藉此使背側接點1072之不含絕緣部分1082之部分（例如，在各別穿孔1076之遠側之部分）曝露。背側接點1072之曝露部分可耦接至另一結構或裝置以向其傳輸來自至少一個光偵測裝置110之資料信號。應注意，在形成絕緣部分1082之後，可將中間流體槽裝置1062切割以自其形成一或多個流體槽，如下文進一步解釋。舉例而言，可在在光偵測裝置110上形成反應結構（若尚未形成）、在光偵測裝置110之反應結構上形成反應位點及/或封蓋之前或之後對中間流體槽裝置1062進行切割。

圖17A至圖17C說明在中間流體槽裝置1162之背側上形成複數個背側電接點1172之另一過程，該等背側電接點可傳輸或傳導來自各別腔體1140內的至少一個光偵測裝置110之電路124之資料信號（基於由其光感測器116偵測到的光子），以便當經由中間流體槽裝置1162形成之流體槽與其一起使用時，將資料信號傳輸至生物感測器及/或生物測定系統。形成圖17A至圖17C之複數個背側電接點1172及中間流體槽裝置1162之過程可類似於圖16A至圖16D之過程及中間流體槽裝置1062，且因此以「11」開頭之相似參考編號用來指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。

如圖17A所示，導電背側接點1172設置在支撐框架1134之底側1138。舉例而言，背側接點1172可至少部分地嵌入至支撐框架1134之底側1138中，如圖17A所示。如圖17A所示，鄰近之背側接點1172可彼此間隔開，且支撐框架1134之一部分可在其間延伸。在一些實例中，背側接點1172可包含支撐框架1134之腔體1140之底部部分（即，用於形成腔體1140之支撐框架1134之側壁1150之一部分）。在一個實例中，背側接點1172及支撐框架1134可包含印刷電路板。如圖17B所示，導線1190可自光偵測裝置110之各別通孔128延伸，經過其背側122，並延伸至附近（例如，鄰近之）背側接點1172。在導線耦接至通孔128及背側接點1172之後，整個背側122光偵測裝置110及導線1180耦接至的一部分背側接點1172被絕緣部分1182覆蓋，如圖17C所示。導線1180亦被絕緣部分1182完全包覆。絕緣部分1182僅覆蓋背側接點1172之一部分，以留下其曝露部分用於與另一結構或裝置配合以向其傳輸來自至少一個光偵測裝置110之資料信號。應注意，在形成絕緣部分1182之後，可將中間流體槽裝置1162切割以自其形成一或多個流體槽，如下文進一步解釋。舉例而言，可於在光偵測裝置110上形成反應結構（若尚未形成）、在光偵測裝置110之反應結構上形成反應位點及/或封蓋之前或之後對中間流體槽裝置1162進行切割。

圖18A至圖18C說明在中間流體槽裝置1262之背側上形成複數個背側電接點1272之另一過程，該等背側電接點可傳輸或傳導來自各別腔體1240內的至少一個光偵測裝置110之電路124之資料信號（基於由其光感測器116偵測到的光子），以便當經由中間流體槽裝置1262形成之流體槽與其一起使用時，將資料信號傳輸至生物感測器及/或生物測定系統。形成圖18A至圖18C之複數個背側電接點1272及中間流體槽裝置1262之過程可類似於圖16A至圖16D之過程及中間流體槽裝置1062以及圖17A至圖17C之過程及中間流體槽裝置1162，且因此以「12」開頭之相似參考編號用來指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。

如圖18A所示，中間流體槽裝置1262可在每一腔體1240內包括至少一個光偵測裝置110在背側126上不含間隔物。然而，在替代實例中，在一或多個腔體1240內之至少一個光偵測裝置110可在背側126上包括間隔物（如圖2所示）。如圖18A所示，光偵測裝置110之電路124之通孔128可在背側126處曝露。在一個實例中，如圖18A所示，在光偵測裝置110之背側126處之通孔128之曝露末端可與支撐框架1234之背側1238及/或背側實質上對準（例如，共面）。

如圖18B所示，可在中間流體槽裝置1262之背側上定位複數個導電之互連接點1278。互連接點1278可包含任何導電材料，諸如金屬（例如，銅），以便自相關聯光偵測裝置110傳輸資料。每一互連接點1278在光偵測裝置110之背側126處電耦接至各別通孔128之曝露端面，且在與光偵測裝置110及支撐框架1234之背側1238之一部分鄰近的通道1252內的填充材料1260之背側1265上延伸。如圖18B所示，在支撐框架1234之背側1238上之鄰近互連接點1278可彼此間隔開，且支撐框架1234之一部分可在其間延伸。類似地，在光偵測裝置110之背側126上之鄰近互連接點1278可彼此間隔開。

利用定位於支撐框架1234之背側1238上之互連接點1278、填充材料1260之背側1265及光偵測裝置110之背側126，使得其電耦接至光偵測裝置110之通孔128，複數個背側接點1272可定位在互連接點1278之部分上方（例如，在其上），使得其電耦接，如圖18C所示。在一些實例中，背側接點1272可定位在互連接點1278之定位（完全或部分）在支撐框架1234及/或填充材料1260上的部分上，如圖18C所示。

亦如圖18C所示，絕緣部分1282亦可定位在互連接點1278上。絕緣材料1282可在互連接點1278之曝露表面區域上延伸。絕緣材料1282亦可在光偵測裝置110之背側126及支撐框架1238之底側1238上在在鄰近之互連接點1278及背側接點1272之間延伸。以此方式，絕緣材料1282可覆蓋或包包覆中間流體槽裝置1262之背側，但背側接點1272除外。背側接點1272之曝露部分藉此能夠與另一結構或裝置配合，以向其傳輸來自至少一個光偵測裝置110之資料信號。應注意，在形成絕緣材料1282及背側接點1272之後，可將中間流體槽裝置1262切割以自其形成一或多個流體槽，如下文進一步解釋。舉例而言，可於在光偵測裝置110上形成反應結構（若尚未形成）、在光偵測裝置110之反應結構上形成反應位點及/或封蓋之前及之後對中間流體槽裝置1262進行切割。

圖19A至圖19C說明在中間流體槽裝置1362之背側上形成複數個背側電接點1372/1398之過程，該等背側電接點可傳輸或傳導來自各別腔體1340內的至少一個光偵測裝置10之電路24之資料信號（基於由其光感測器16偵測到的光子），以便當與經由中間流體槽裝置1362形成之流體槽一起使用時，將資料信號傳輸至生物感測器及/或生物測定系統。形成圖19A至圖19C之複數個背側電接點1372及中間流體槽裝置1362之過程可類似於圖16A至圖16D之過程及中間流體槽裝置1062、圖17A至圖17C之過程及中間流體槽裝置1162以及圖18A至圖18C之過程及中間流體槽裝置1262，且因此以「13」開頭之相似參考編號用於指示相似組件、態樣、功能、過程或功能，且上文針對其之描述同樣適用，且出於簡潔及清楚之目的而不再重複。此外，儘管圖1之光偵測裝置10展示於每一腔體1340中，如上文所論述，但可同等地利用其他光偵測裝置，諸如圖2之光偵測裝置110。應注意，不含延伸穿過其基礎晶圓部分14之通孔之光偵測裝置可有利地與支撐框架1362一起使用且形成中間流體槽裝置1362。

如圖19A所示，中間流體槽裝置1362包括支撐框架1224，該支撐框架具有自頂表面1336至底表面1338延伸穿過其中之複數個導電通孔1384。通孔1384可包含任何導電材料，諸如金屬（例如，銅），以便傳輸來自相關聯之光偵測裝置110之資料信號。通孔1384之在支撐框架1334之底側1338（即，中間流體槽裝置1362之背側）的部分曝露且形成背側電接觸部分1372，如圖19A所示。類似地，亦如圖19A所示，通孔1384之在支撐框架1334之頂側1336（即，在中間流體槽裝置1362之前側）之部分曝露且形成前側電接觸部分1373。背側電接觸部分1372及/或前側電接觸部分1373可比在其間延伸之通孔1384之中間部分擴大（例如，界定更大之橫截面面積），如圖19A所示。

支撐框架1334之鄰近通孔1384可彼此間隔開，且支撐框架1334之一部分可在其間延伸。舉例而言，鄰近之前側電接觸部分1373可彼此間隔開，且在支撐框架1334之頂側1336處之支撐框架1334之一部分可在其間延伸，如圖19A所示。類似地，鄰近之背側電接觸部分1372可彼此間隔開，且在支撐框架1334之底側1338處之支撐框架1334之一部分可在其間延伸。

如圖19B所示，複數個導電互連接點1386可定位在中間流體槽裝置1362之前側上，以將支撐框架1334之每一腔體1340內的至少一個光偵測裝置10之裝置電路24與支撐框架1334之通孔1384之電接觸部分1386電耦接。每一互連接點138可在光偵測裝置10之頂側22之一部分上延伸，該部分包括電路24之曝露部分、支撐材料1360之鄰近於在邊緣腔體部分1352的光偵測裝置10之頂側，及通孔1384之前側電接觸部分137之曝露頂表面。互連接點138可藉此將腔體1340內之至少一個光偵測裝置10之裝置電路24電耦接至延伸穿過支撐框架1334之通孔1384，使得來自至少一個光保護裝置10之資料信號經由其傳輸（即傳導）並到達背側電接觸部分1373。

如圖19C所示，絕緣材料部分1382可定位在互連接點1386上。絕緣材料1382可至少在互連接點1386之曝露表面區域上延伸。絕緣材料1382亦可在支撐框架1334之頂側1336上在鄰近互連接點1386之間延伸。以此方式，絕緣材料1382可在中間流體槽裝置1262之頂側處覆蓋或包覆至少一部分導電組件或中間流體槽裝置之一部分。絕緣材料1382可包含曝露之頂表面1383，其實質上為平坦的及/或平滑的，如圖19C所示。舉例而言，絕緣材料1382之頂表面1383可包括/界定次微米級之表面粗糙度。在一些此類實例中，絕緣材料1382之頂表面1383可包括/界定小於或等於50 nm，或小於或等於10 nm之表面粗糙度。在一個實例中，絕緣材料1382之頂表面1383可包括或界定1至2 nm範圍內之表面粗糙度。

背側接點1372之曝露部分可與另一結構或裝置配合，以傳輸來自各別光偵測裝置10之資料信號。舉例而言，如圖19C所示，導電引線或滾珠1398（例如，部分球形）或可定位在通孔1384之背側電接觸部分1373之曝露表面上方（例如，在其上）以傳輸或傳導腔體1340內的至少一個光偵測裝置10之信號，諸如傳輸或傳導至生物感測器及/或生物測定系統。滾珠1398可包含任何導電材料，諸如金屬焊料。每一滾珠1398可在各別背側電接觸部分1373之曝露表面上、在與各別背側電接觸部分1373鄰近之支撐材料1360之曝露底表面上及光偵測裝置10之背側26之與各別背側電接觸部分1373相關聯的一部分上延伸，如圖19C所示，滾珠1398可包含中間流體槽裝置1362（及最終，由其形成之一或多個流體槽）之球柵配置（BGA）類型之表面安裝封裝組態。

至少一個流體槽可由本文揭示之中間流體槽裝置形成，例如藉由在光偵測裝置上形成反應結構、在光偵測裝置之反應結構上形成反應位點、封蓋光偵測裝置及/或切割中間流體槽裝置。另外，藉由將中間流體槽切割成一或多個離散槽，可經由中間流體槽形成至少一個流體槽，其包括至少一個光偵測裝置、在其上延伸之蓋及在光偵測裝置與蓋之間形成之流動通道。如上所指出，例如，支撐框架1334可包括視覺指示，以輔助在封蓋及/或切割操作期間對準。

在一些實例中，在形成電耦接至其至少一個光偵測裝置之背側接點之前，可經由中間流體槽形成一或多個流體槽。舉例而言，至少一個流體槽1302可由圖19A之中間流體槽裝置1362、圖16A之中間流體槽裝置1062、圖17A之中間流體槽裝置1162、圖18A之中間流體槽裝置1262或圖19B或圖19C之中間流體槽裝置1362形成。在一些其他實例中，在形成電耦接至其至少一個光偵測裝置之背側接點之後，可經由中間流體槽形成一或多個流體槽。舉例而言，至少一個流體槽1302可由圖16D之中間流體槽裝置1062、圖17C之中間流體槽裝置1162、圖18C之中間流體槽裝置1262或圖19C之中間流體槽裝置1362形成。

圖20說明由圖19C之中間流體槽裝置1362形成之一或多個流體槽1302。儘管圖19B之中間流體槽裝置1362說明為形成圖20之一或多個流體槽1302，但例如可同等地使用圖16A或圖16D之中間流體槽裝置1062、圖17A或圖17C之中間流體槽裝置1162、圖18A、圖18B或圖18C之中間流體槽裝置1262或圖19A或圖19B之中間流體槽裝置1362。

如圖20所示，蓋/罩蓋1396可在中間流體槽裝置1362之前/頂側上延伸。舉例而言，蓋1396之底表面1397可黏附至中間流體槽裝置1362之曝露頂表面，諸如黏附至絕緣材料1382之頂表面1383，如圖20所示。以此方式，蓋1396可在位於每一腔體1340內之至少一個光偵測10之頂部部分20上延伸，其可包括如上所述之具有偵測器表面之反應結構。

如圖20所示，蓋1396之底表面1397可在位於每一腔體1340內之至少一個光偵測器10之頂部部分22上方間隔開，從而在其間形成流動通道1390。每一流動通道1390經建構（例如，設定大小及形狀）以沿著相關聯之至少一個光偵測裝置10之反應結構20之偵測器表面引導諸如反應溶液之流體。如圖20所示，流動通道1390之外側可由絕緣材料1382及/或前側電接觸部分1386界定。流動通道1390之區域可與每一各別腔體1340之至少一個光偵測裝置10實質上對準/重疊。舉例而言，流動通道1390之區域可與每一各別腔體1340之至少一個光偵測裝置10之作用區域實質上對準且重合/一致，如圖20示。在一些其他實例中，流動通道1390之區域可與每一各別腔體1340之至少一個光偵測裝置10之作用區域實質上對準且延伸超過該作用區域，如圖21所示。如上所指出，支撐框架1334可包括視覺指示，以輔助對準蓋1396之位置。

在一些實例中，流動通道1390可包括在約50至400 μm之範圍內或例如在約80至200 μm之更大範圍內的高度（在蓋1396之底表面1397與至少一個光偵測器10之頂部部分22（例如，其偵測器表面）之間延伸）。在一個實例中，流動通道1390之高度為約100 μm。蓋1362之總厚度可例如為大約300 μm至約1000 μm。

在一些其他實例中，蓋1396可經由不同於絕緣材料1382及/或前側電接觸部分1386之中間層/部分間接地耦接至至少一個光偵測器10、支撐材料1360及/或支撐框架1334之頂表面，其可或可不至少部分地界定流動通道1390之外側。在其他實例中，蓋1362可直接耦接至至少一個光偵測器10、支撐材料1360及/或支撐框架1334之頂表面（例如，其絕緣材料或其通孔1384，諸如經由低自發螢光黏著劑直接結合至其上）。在此類實例中，蓋1362可包括側壁部分，該等側壁部分隔開在至少一個光偵測10上延伸之蓋1396之底表面1397，其高於至少一個光偵測10之頂部部分22。此類蓋1362之側壁部分可界定流動通道1390之外側。

亦如圖20所示，蓋1362可包括至少一個埠1362，其經建構以與流動通道1390流體地接合，且潛在地與其他埠（圖中未示）接合。舉例而言，其他埠可來自包含反應溶液或另一生物或化學物質之卡匣或工作站。在一些實例中，蓋1362可包括在每一流動通道1390內相關聯之至少兩個埠1392，作為至流動通道1390之入口及出口。在一些實例中，至少兩個埠1392之直徑可為約750 μm。至少一個埠1362允許試劑流體或溶液流入並潛在地流過相關聯之流動通道1390。如上所解釋，化學反應可在試劑溶液與流動通道1390中的頂部部分22上的反應結構20之檢測器表面上的反應位點之間發生。當經由蓋1362照射時，流體槽1302之光偵測裝置10能夠感測在流動通道中發生之化學反應1390，且回應於此而產生信號。如上所解釋，可將信號經由光偵測裝置10之電路24傳導至背側接點1372（及滾珠接點1398，若提供）。蓋1362可藉此包含對於自流體槽1302之外部傳播並朝向/進入流動通道1390之激發光透明之材料。應注意，激發光可自任何角度且沿著相同或不同角度接近蓋1362。在一些實例中，蓋1362可包含對至少激發光光學透明且具有低或無自發螢光之材料，諸如但不限於環烯烴共聚物（COC）。

如圖20所示，反應結構20可在將蓋1362附接至中間流體槽裝置1362之前或之後定位在每一光偵測器10之頂部部分22上。如上文及下文進一步所述，每一光偵測10之頂部部分22上的反應結構20之偵測器表面可在每一各別光偵測裝置10之整個作用區域上延伸。如上文所論述，反應結構20之偵測器表面可包括延伸至反應結構20中之奈米井16及在奈米井16之間及周圍延伸之平面間隙表面區域。

每一光偵測裝置10之偵測器表面可官能化（例如，以適合於進行指定反應之方式被化學或物理改質）。舉例而言，偵測器表面可官能化，且可包括在具有固定於其上之一或多種生物分子之奈米井16上/之內之至少一個反應位點。反應位點可包括生物或化學物質，其經建構以引發反應及/或形成回應於激發光而產生或發射光信號之反應產物。在特定實例中，反應位點可包括固定在奈米井16內之偵測器表面上之生物分子（例如，寡核苷酸）之叢集或集落。舉例而言，反應位點可在用反應溶液處理後回應於入射之激發光而產生光發射。激發光可自任何照明系統或光源（圖中未示）發射或產生，該照明系統或光源可為或可不為流體槽1302之一部分。在一些實例中，照明系統可發射特定波長之激發光，其激發反應位點之生物或化學物質（例如，由反應溶液及/或由反應溶液在反應位點114處形成之反應產物引發之反應）。

首先，光偵測裝置10之反應結構20之奈米井16之反應位點可不包括指定反應。如上文所論述，反應位點可包括固定在奈米井16之基礎表面及/或側表面上之偵測器表面上的生物或化學物質。在特定實例中，反應位點位於至少一個對應光導18之開口附近，使得在經由用反應溶液處理而發生指定反應之後自反應位點發射之指定或預定義光發射經由反應結構20、至少一個對應光導18傳播，並傳播至至少一個對應光感測器12。

單一反應位點之生物或化學物質可相似或相同（例如，具有共同序列之分析物（例如，寡核苷酸）集落）。然而，在其他實例中，單一反應位點及/或奈米井16可包括不同之生物或化學物質。在指定反應之前，反應位點可包括至少一種分析物（例如，所關心分析物）。舉例而言，分析物可為寡核苷酸或其集落（例如所關心寡核苷酸）。寡核苷酸可有效地具有共同序列，且與預定義或特定螢光標記生物分子（諸如螢光標記之核苷酸）結合。

然而，在指定反應之前，螢光標記生物分子之螢光團在反應位點114處不併入或結合至生物或化學物質（例如，寡核苷酸）。為達成指定反應（即，將螢光標記之生物分子與反應位點114之生物或化學物質結合），流體槽1303可將反應溶液之流動提供至流動通道1390中，且藉此提供給反應結構20。反應溶液可為任何溶液。在一些實例中，反應溶液可包括液體。舉例而言，反應溶液可為水溶液。在一個實施中，反應溶液含有一或多種核苷酸類型，其中至少一些為螢光標記的，且反應溶液亦含有一或多種生物分子，諸如聚合酶，其在反應位點處將核苷酸併入正在生長之寡核苷酸中，藉此用螢光標記之核苷酸標記寡核苷酸。在此實施中，流體槽1302可提供洗滌溶液以移除未併入寡核苷酸中之任何游離核苷酸。接著可用激發光照射反應位點，從而在併入螢光標記核苷酸之彼等反應位點中產生螢光。未併入螢光標記核苷酸之反應位點在入射激發光時不發光。

如圖20及21所說明，因為蓋1390（直接或間接地）耦接至與每一腔體1340相關聯的支撐框架1334及/或支撐材料1360之區域，因此每一流動通道1390之區域經建構以完全在反應結構20之檢測器表面上延伸，使得每一流動通道1390跨越各別腔體1340之至少一個光偵測裝置10之整個（例如，至少95%，或至少99%，或100%）作用區域1306。當流動通道1390與每一各別腔體1340或複數個各別腔體1340之至少一個光偵測裝置10之作用區域1306對準或延伸超過該作用區域時，流體槽1302可藉此包括每一各別腔體1340內的至少一個光偵測裝置10之約100%之作用區域1306可用於試劑遞送及照明。在一個實例中，各別腔體1340之光偵測裝置10之晶粒大小可為約8 mm乘9 mm，且其作用區域1306可為約7 mm乘8 mm。然而，光偵測裝置10之晶粒大小及/或作用區域1306之範圍可例如高達約25 mm乘25 mm。如上所指出，每一流動通道1390可與每一各別腔體1340之至少一個光偵測裝置10之作用區域1306對準，或延伸經過每一各別腔體1340或複數個腔體1340之至少一個光偵測裝置10之作用區域1306（及至少一個光偵測裝置10本身）。由此，流動通道1390之面積可大於每一各別腔體1340或複數個各別腔體1340之至少一個光偵測裝置10之作用區域1306之面積。

複數個流體槽1302可由本文揭示之中間流體槽裝置形成。舉例而言，圖20及圖22說明可由中間流體槽裝置1362形成之一或多個離散流體槽1302之形成。如圖20所示，可在切割線1304處切割中間流體槽裝置1362，以將中間流體槽裝置1362之部分分散成一或多個單獨且相異之流體槽。應注意，可在將蓋1396耦接至中間流體槽裝置1362之後或之前切割中間流體槽裝置1362。類似地，可在形成反應結構20及/或在光偵測裝置10之頂表面上形成奈米井16中/上之反應位點之後或之前切割中間流體槽裝置1362。作為另一實例，可在形成流體槽背側電接點（諸如滾珠接點1398）之後或之前切割中間流體槽裝置1362。如上所指出，支撐框架1334可包括視覺指示，以輔助切割中間流體槽裝置1362期間的對準。

如圖22所示，可切割中間流體槽裝置1362以形成複數個單獨且相異之流體槽1302A、1302B、1302C。應注意，儘管在本文使用三個流體槽1302A、1302B、1302C來說明自中間流體槽裝置形成流體槽，但可同等地形成任何數目個流體槽（例如，一個流體槽、兩個流體槽、三個流體槽、四個流體槽、五個流體槽等）。切割出之流體槽1302A、1302B、1302C可包括相同數目及/或組態之光偵測裝置10/腔體1340，或可包括不同數目及/或組態之光偵測裝置10/腔體1340。舉例而言，由中間流體槽裝置1362形成之第一切割流體槽1302A可包括單一腔體1340（流動通道1390位於其整個（例如，至少95%、或至少99%或100%）作用區域上），其包括第一數目個第一組態之光偵測裝置（例如，一個或複數個光偵測裝置）（例如，光偵測裝置10或光偵測裝置110），如圖22所示。第二切割流體槽1302B亦可由中間流體槽裝置1362形成，其可包括一對腔體1340（流動通道1390位於其整個（例如，至少95%、或至少99%，或100%）作用區域上），其包括第二數目個第二組態之光偵測裝置（例如一個或複數個光偵測裝置）（例如光偵測裝置10及/或光偵測裝置110）。第二切割流體槽1302B之光偵測裝置之第二數目及/或第二組態可與第一切割流體槽1302A之光偵測裝置之數目及/或組態相同或不同。亦如圖22所示，第三切割流體槽1302C亦可由中間流體槽裝置1362形成，其可包括三個或更多個腔體1340（流動通道1390位於其整個（例如，至少95%、或至少99%，或100%）作用區域上），其包括第三數目個第三組態之光偵測裝置（例如一個或複數個光偵測裝置）（例如光偵測裝置10及/或光偵測裝置110）。第三切割流體槽1302C之光偵測裝置之第三數目及/或第三組態可與第一切割流體槽1302A及第二切割流體槽1302B之光偵測裝置之數目及/或組態相同或不同。以此方式，由中間流體槽裝置1362形成之相異流體槽1302A、1302B、1302C之感測吞吐量可由自中間流體槽裝置1362切割以形成相異流體槽1302A、1302B、1302C的腔體1340之數目及/或組態（及因此其至少一個光偵測裝置10之數目及/或組態）來判定或建構。

應理解，上文描述意欲為說明性且非限定性的。舉例而言，上文所描述之實例（或其態樣）可彼此結合而使用。另外，在不脫離本發明之範圍的情況下，可進行許多修改以使特定情形或材料適應本發明之教示。儘管本文中可描述材料之維度及類型，但其意欲界定各種實例中的一些之參數，且其決不限制所有實例且僅為例示性的。熟習此項技術者在審閱上文描述後即將顯而易見許多其他實例。因此，本發明之範圍應參考所附申請專利範圍以及該申請專利範圍所授權之等效物的完整範疇來確定。

在所附申請專利範圍中，術語「包括」及「其中（in which）」用作各別術語「包含」及「其中（wherein）」的通俗易懂的等效者。此外，在以下申請專利範圍中，術語「第一」、「第二」及「第三」等等僅僅用作參考標記，且並不意欲對其對象強加數值、結構或其他要求。本文中的術語「基於」的各形式涵蓋部分地基於一元件之關係以及完全基於一元件之關係。本文中的術語「界定」的各形式涵蓋部分地界定一元件之關係以及完全界定一元件之關係。此外，以下申請專利範圍之侷限性不以手段附加功能（means-plus-function）格式寫入，且並不意欲基於35 U.S.C.§112第六段進行解釋，除非且直至此等申請專利範圍侷限性明確地使用片語「用於...的構件」，繼之以不具有另外結構之功能之表述為止。應理解，根據任一特定實例，未必可達成上文所描述的所有此等目標或優點。因此，舉例而言，熟習此項技術者將認知到，可以達成或最佳化如本文中所教示之一個優點或一組優點而無須達成本文中可能教示或建議之其他目的或優點的方式來實踐或進行本文中所描述的裝置、系統及方法。

雖然已僅結合有限數目之實例詳細描述本發明，應理解，本發明不限於該等所揭示的實例。確切而言，可修改本發明以併入迄今為止未描述之任何數目個變化、更改、替代或等效配置，但該等變化、更改、替代或等效配置滿足本發明之精神及範圍。另外，儘管已描述各種實例，但應理解，本發明之態樣可僅包括一個實例或所描述實例中的一些。又，儘管一些解釋內容描述為具有某一數目個元件，但將理解，可用小於或大於該特定數目的元件實踐該等實例。

應瞭解，前述概念及下文更詳細地論述之額外概念的所有組合（限制條件為此等概念並不彼此不相容）經涵蓋作為本文中所揭示之發明主題的部分。詳言之，在本發明結尾處出現之所主張主題的全部組合預期為本文所揭示發明性主題的部分。

無

在參考附圖閱讀以下詳細描述時將更好地理解本發明之此等及其他目標、態樣及優勢，附圖不一定按比例繪製且其中相同參考編號貫穿各圖表示相同態樣，其中： 圖1說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣之光偵測裝置之橫截面。 圖2說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的另一光偵測裝置之橫截面。 圖3說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的用於形成流體槽的包含支撐框架及基板的支撐結構。 圖4說明在一個實例中，根據本發明之一或多個態樣將光偵測裝置定位在圖3的支撐結構之腔體內。 圖5說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣之定位在圖3的支撐結構之腔體內的光偵測裝置之橫截面。 圖6說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的定位在另一支撐結構之腔體內的光偵測裝置之橫截面。 圖7說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的定位在另一支撐結構之腔體內的光偵測裝置之橫截面。 圖8說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的定位在另一支撐結構之腔體內的光偵測裝置之橫截面。 圖9說明在一個實例中，根據本發明之一或多個態樣用填充材料填充圍繞定位在圖4的支撐結構之腔體內的光偵測裝置之周邊延伸的腔體。 圖10說明在一個實例中，根據本發明之一或多個態樣自圖4的支撐結構之支撐框架移除基板。 圖11A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的耦接在圖4的支撐框架之複數個腔體內的複數個光偵測裝置之橫截面，其中基板被移除。 圖11B說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的耦接在圖11A之支撐框架的腔體內之複數個光偵測裝置之俯視圖。 圖12A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的耦接在支撐框架之腔體內的複數個光偵測裝置之橫截面，其中基板被移除。 圖12B說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的耦接在圖12A之支撐框架之腔體內的複數個光偵測裝置之俯視圖。 圖13A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的耦接在支撐框架之另一腔體內的複數個光偵測裝置之橫截面，其中基板被移除。 圖13B說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的耦接在圖13A之支撐框架之腔體內的複數個光偵測裝置之俯視圖。 圖14說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的耦接在另一支撐框架之腔體內的複數個光偵測裝置之橫截面。 圖15A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的在支撐框架之腔體內的光偵測裝置及填充材料之橫截面。 圖15B說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的在圖15A之支撐框架之腔體內的光偵測裝置及填充材料之橫截面，其中反應結構定位在該光偵測裝置上。 圖16A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的包括耦接在支撐框架之複數個腔體內的複數個光偵測裝置之中間流體槽裝置之橫截面。 圖16B至圖16D說明在一個實例中，在圖16A之中間流體槽裝置上形成背側接點。 圖17A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的包括耦接在支撐框架之複數個腔體內的複數個光偵測裝置之另一中間流體槽裝置之橫截面。 圖17B及圖17C說明在一個實例中，在圖17A之中間流體槽裝置上形成背側接點。 圖18A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的包括耦接在支撐框架之複數個腔體內的複數個光偵測裝置之另一中間流體槽裝置之橫截面。 圖18B及圖18C說明在一個實例中，在圖18A之中間流體槽裝置上形成背側接點。 圖19A說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的包括耦接在支撐框架之複數個腔體內的複數個光偵測裝置之另一中間流體槽裝置之橫截面。 圖19B及圖19C說明在一個實例中，在圖19A之中間流體槽裝置上形成背側接點。 圖20說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的經由圖19C之中間流體槽裝置形成的複數個流體槽。 圖21說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的圖20之流體槽之光偵測裝置的流動通道及作用區域。 圖22說明在一個實例中的根據本發明之一或多個態樣的可自圖20之複數個流體槽形成的複數個相異流體槽。

Claims (25)

1. 一種流體槽，其包含： 一支撐框架，其包含一頂側、一背側及自該頂側朝向底側延伸之至少一個腔體； 至少一個光偵測裝置，其安置於該至少一個腔體內，包含一作用區域及一頂表面； 一支撐材料，其在該支撐框架與該至少一個光偵測裝置之周邊之間安置於該至少一個腔體內，該支撐材料將該支撐框架與該至少一個光偵測裝置耦接在一起；以及 一蓋，其在該至少一個光偵測裝置上延伸且圍繞該至少一個光偵測裝置之該周邊耦接至該支撐框架之該頂側， 其中該蓋與該至少一個光偵測裝置之至少該頂表面在其間形成一流動通道。
2. 如請求項1所述之流體槽，其中該支撐框架進一步包含自該頂側延伸至該底側之至少一個導電通孔。
3. 如請求項2所述之流體槽，其中該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該固態光偵測裝置包括一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路，及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導。
4. 如請求項3所述之流體槽，其中該至少一個固態光偵測裝置之該裝置電路在該支撐框架之該頂側處電耦接至該至少一個導電通孔。
5. 如請求項1所述之流體槽，其中該蓋間接地耦接至該支撐框架之該頂側。
6. 如請求項1所述之流體槽，其中該至少一個腔體包含其中安置有複數個光偵測裝置之一腔體。
7. 如請求項6所述之流體槽，其中該複數個光偵測裝置包含彼此隔開之相異光偵測裝置，且其中該支撐材料進一步在相鄰之光偵測裝置之間延伸。
8. 如請求項6所述之流體槽，其中該複數個光偵測裝置包含至少兩個一體式光偵測裝置，且其中該支撐材料在該支撐框架與該至少兩個一體式光偵測裝置之該周邊之間延伸。
9. 如請求項1所述之流體槽，其中該至少一個光偵測裝置包含複數個光偵測裝置。
10. 如請求項9所述之流體槽，其中該至少一個腔體包含複數個腔體，且其中該複數個光偵測裝置中之每一光偵測裝置安置於該支撐框架之一不同腔體中。
11. 如請求項1所述之流體槽，其中該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該固態光偵測裝置包括一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路，及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導。
12. 如請求項11所述之流體槽，其中該至少一個腔體自該頂側至該底側延伸穿過該支撐框架，其中該裝置電路包含延伸穿過該基礎晶圓部分之通孔，且其中該流體槽進一步包含至少部分地沿著該支撐框架之該背側安置且電耦接至該等通孔之電接點。
13. 如請求項11所述之流體槽，其中該至少一個光偵測裝置進一步包含形成其頂表面之安置在該複數個光導上的一反應結構，且其中該反應結構包含定位在該作用區域內之複數個奈米井。
14. 如請求項1所述之流體槽，其中該至少一個腔體自該頂側朝向該底側僅部分地延伸穿過該支撐框架。
15. 如請求項1所述之流體槽，其中該至少一個光偵測裝置包含至少一個互補金屬氧化物半導體（CMOS）光感測器。
16. 如請求項1所述之流體槽，其中該流動通道在該至少一個光偵測裝置之整個該作用區域上延伸。
17. 一種方法，其包含： 附接一支撐框架之一頂表面與一基板之一平坦支撐表面，該支撐框架包含自其頂側延伸至一底側之至少一個腔體； 將至少一個光偵測裝置定位在該至少一個腔體內，使得其一頂側定位於該基板之該平坦支撐表面上且該腔體之一邊緣部分在該支撐框架與該至少一個光偵測裝置之周邊之間延伸，該至少一個光偵測裝置包含一作用區域及一頂表面； 用一支撐材料填充該腔體之該邊緣部分以將該支撐框架與該至少一個光偵測裝置耦接在一起； 拆離該支撐框架與該基板；以及 將一蓋圍繞該至少一個光偵測裝置之該周邊附接至該支撐框架之該頂側以形成一流體槽，該蓋在該至少一個光偵測裝置上延伸且在該蓋與該至少一個光偵測裝置之至少該頂表面之間形成一流動通道。
18. 如請求項17所述之方法，其中該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該至少一個固態光偵測裝置包括形成一背側之一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器之經耦接以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導，其中該支撐框架進一步包含自該頂側延伸至該底側之至少一個導電通孔，且該方法進一步包含將該至少一個固態光偵測裝置之該裝置電路在該支撐框架之該頂側處電耦接至該至少一個導電通孔。
19. 如請求項17所述之方法，其中該至少一個光偵測裝置包含至少一個固態光偵測裝置，該至少一個固態光偵測裝置包括形成一背側之一基礎晶圓部分、複數個光感測器、電耦接至該等光感測器之經耦接以基於由該等光感測器偵測到的光子傳輸資料信號之裝置電路及與該複數個光感測器相關聯之複數個光導，其中裝置電路包含經由該基礎晶圓部分延伸至其背側之通孔，且該方法進一步包含將至少部分地沿著該支撐框架之該背側安置的接點在該基礎晶圓部分之該背側處電耦接至該等通孔。
20. 如請求項17所述之方法，其進一步包含在附接該蓋之前在該至少一個光偵測裝置上形成一反應結構，該反應結構形成該至少一個光偵測裝置之該頂表面且包含定位在該作用區域內之複數個奈米井。
21. 如請求項20所述之方法，其中拆離該支撐框架與該基板曝露該支撐材料之在該支撐框架之該頂側與該至少一個光偵測裝置之一頂部部分下方及之間延伸的一凹入頂側，其中該反應結構在該支撐材料之該凹入頂側及該支撐框架之該頂側上延伸，且其中該反應結構形成一平坦頂表面，該複數個奈米井自該平坦頂表面延伸。
22. 如請求項17所述之方法，其進一步包含獲得該至少一個光偵測裝置，且其中獲得該至少一個光偵測裝置包含自複數個一體式互補金屬氧化物半導體（CMOS）光感測器切割出至少一個CMOS光感測器。
23. 如請求項17所述之方法，其中該流動通道在該至少一個光偵測裝置之整個該作用區域上延伸。
24. 一種方法，其包含： 在一支撐框架之至少一個腔體之一底部部分上沈積一第一支撐材料，該至少一個腔體自該支撐框架之一頂側朝向其一底側僅部分地延伸穿過該支撐框架； 將至少一個光偵測裝置定位在該至少一個腔體內及所沈積之第一支撐材料上，使得該至少一個腔體之一邊緣部分在該支撐框架與該至少一個光偵測裝置之周邊之間延伸，該至少一個光偵測裝置包含一作用區域及一頂表面； 用一第二支撐材料填充該腔體之該邊緣部分；以及 將一蓋圍繞該至少一個光偵測裝置之該周邊附接至該支撐框架之該頂側以形成一流體槽，該蓋在該至少一個光偵測裝置上延伸且在該蓋與該至少一個光偵測裝置之至少該頂表面之間形成一流動通道。
25. 如請求項24所述之方法，其中該流動通道在該至少一個光偵測裝置之整個該作用區域上延伸。

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