TW202117311A - 在光偵測裝置上用光學耦合結構進行的波導整合 - Google Patents

Abstract

本文中提供之內容包括一設備之各種實例、包括該設備之此等實例的流量槽以及製作該設備之此等實例的方法。該設備可包括在一基板上方並覆蓋一光偵測裝置之多側的一模製層。該模製層包含一第一區域及一第二區域，該第一區域及該第二區域與該光偵測裝置之主動表面一起形成一連續表面。一波導整合層在該連續表面與一波導之間。該波導整合層包含在該第一區域及該第二區域上方的光學耦合結構，以將來自一光源的光波光學耦合至該波導。該波導使用該等光波以激發奈米井中之光敏材料。該波導上方之一奈米結構層包含該等奈米井。每一奈米井與該光偵測裝置之該主動表面上之一位置共用一豎直軸線。

Description

在光偵測裝置上用光學耦合結構進行的波導整合

本申請案與在光偵測裝置上用光學耦合結構進行的波導整合有關。相關申請案的交互引用

本專利申請案主張於2019年7月8日提交且標題為「在光偵測裝置上用光學耦合結構進行的波導整合（Integration with Optical Coupling Structures on Light Detection Device）」的美國臨時專利申請案第62/871,596號的優先權。上述申請案的全部內容特此以引用方式併入本文中。

生物或化學研究中之各種方案涉及執行受控反應。然後可觀察或偵測到指定反應，且隨後分析可有助於識別或揭露參與反應的化學物質的性質。在一些多重分析中，具有可識別標記（例如，螢光標記）的未知分析物可在受控條件下暴露於數千種已知試體。可將每一已知的試體沈積至微板的對應井中。觀察在井內的已知探試體與未知分析物之間發生的任何化學反應，可有助於識別或揭露分析物的性質。此類方案的其他實例包括已知的DNA定序過程，例如合成定序（SBS）或循環陣列定序。

在一些螢光偵測方案，光學系統用於引導激發光至螢光團（例如，螢光標記分析物）且亦偵測到可自已附接螢光團的分析物所發射的螢光發射信號光。然而，此等光學系統可能相對昂貴且涉及相對較大的台式佔用面積。舉例而言，光學系統可包括透鏡、濾光器及光源的配置。在其他建議的偵測系統中，流量槽中之受控區域由固態光感測器陣列（例如，互補金屬氧化物半導體（CMOS）偵測器）界定。此等系統不涉及用於偵測螢光發射的大型光學總成。然而，在一些包括CMOS的現有流量槽中，為了實現功能性，頂層為光學不透明的或不包括光漫射或光散射特徵，因為在此等實例流量槽中，此等特徵可能會阻礙或干擾激發或發射光路徑。

因此，流量槽為小型且便宜的裝置可能為有益的。在相對較小的流量槽中，儘可能多地使用光偵測裝置的感測器主動區及/或提供儘可能大的感測器主動區。可克服先前技術的缺陷，且如本發明中稍後所描述的益處可藉由提供用於流量槽內的設備來實現，該設備包含：一模製層，其在一基板上方且覆蓋一光偵測裝置之多側，其中該模製層包含毗鄰於該光偵測裝置之一主動表面之一第一邊緣的一第一區域及毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之一第二邊緣的一第二區域，其中該第一區域、該第二區域及該光偵測裝置之該主動表面形成一連續表面；一波導整合層，其在該連續表面與一波導之間，其中該波導整合層包含在該波導整合層之一頂表面之部分上而在該第一區域之該頂表面上方且在該第二區域之該頂表面上方的光學耦合結構，其中該等光學耦合結構將來自一光源的光波耦合至該波導；該波導，其在該波導整合層上方，其中該波導使用來自該波導整合層的該等光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料；及一奈米結構層，其在該波導上方，該奈米結構層包含該一或多個奈米井，其中該一或多個奈米井形成在該奈米結構層上的一或多個位置上，其中該一或多個位置中之每一位置與該光偵測裝置之該主動表面上之一位置共用一豎直軸線。

在一些實例中，該第一區域及該第二區域不與該光偵測裝置之該主動表面重疊。

在一些實例中，該等光學耦合結構包含光柵。

在一些實例中，該波導整合層由具有一低折射率的一材料構成。

在一些實例中，該波導包含具有一高折射率的一材料。

在一些實例中，該奈米結構層包含具有一低折射率的一材料。

在一些實例中，該設備進一步包含：在該波導與該奈米結構層之間的一或多個低折射率層。

在一些實例中，該設備進一步包含：一濾光層，該濾光層在該連續表面上方且在該波導整合層下方，其中該濾光層阻擋來自該波導之光洩漏至該光偵測裝置。

在一些實例中，該光源選自由以下各項組成的群組中：一發光二極體及一雷射二極體。

在一些實例中，該光偵測裝置包含一或多個光二極體，其中該一或多個光二極體中之每一者位於一或多個奈米井下方。

在一些實例中，該光偵測裝置包含一互補金屬氧化物半導體（CMOS）偵測裝置。

在一些實例中，該設備進一步包含：一頂層，其在該連續表面上方，其中該頂層及該主動表面共同在該奈米結構層上方形成一空間，該空間界定一流動通道。

在一些實例中，該頂層進一步包含選自由一電組件及一實體結構組成的群組中的一特徵。

在一些實例中，該頂層包含一電極。

在一些實例中，該頂層包含一人字形（herringbone）溝槽。

在一些實例中，該波導包含一或多個平板（slab）波導。

在一些實例中，該頂層包含：一第二模製層，其在一第二基板下面且覆蓋一第二光偵測裝置之多側，其中該第二模製層包含毗鄰於該第二光偵測裝置之一主動表面之一第一邊緣的一第一區域及毗鄰於該第二光偵測裝置之該主動表面之一第二邊緣的一第二區域，其中該第二模製層的該第一區域、該第二模製層的該第二區域及該第二光偵測裝置之該主動表面形成一第二連續表面；一第二波導整合層，其在該第二連續表面與一第二波導之間，其中該第二波導整合層包含在該第二波導整合層之一頂表面之部分上而在該第二模製層之該第一區域之該頂表面下面且在該第二模製層之該第二區域之該頂表面下面的光學耦合結構，其中在該第二波導整合層之該頂表面之該等部分上的該等光學耦合結構將來自該光源的光波耦合至該第二波導；該第二波導，其在該波導整合層下面，其中該第二波導使用來自該第二波導整合層的該等光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料；及一第二奈米結構層，其在該第二波導下面，該第二奈米結構層包含該一或多個額外奈米井，其中該一或多個額外奈米井形成在該第二奈米結構層上的一或多個位置上，其中該第二奈米結構層上之該一或多個位置中之每一位置與該光偵測裝置之該主動表面上之一位置共用一豎直軸線。

在一些實例中，該第二模製件相對於該第二基板之一底表面的一豎直高度至少實質上等於該第二光偵測裝置之一主動表面相對於該第二基板之該底表面的一高度。

在一些實例中，自該波導整合層之該等光學耦合結構所傳遞至該波導的該等光波的週期選自由以下各項組成的群組中：可變週期及固定週期。

在一些實例中，藉由至少將來自該光源之光波光學耦合至一或多個奈米井，該波導之一特定部分激發該一或多個奈米井中一特定數目個奈米井。

在一些實例中，該設備為一流量槽之一部分。

在一些實例中，所述設備經固定在一插座之一殼體內，該插座包含一基座部分、複數個電觸點以及與該基座部分耦合的一蓋部分，該蓋部分包含至少一個第一埠，其中該基座部分及該蓋部分協作形成該殼體，其中該等電觸點在該殼體與該基座部分之一外部側之間延伸，且該至少一個第一埠在該殼體與該蓋部分之一外部側之間延伸，其中該光偵測裝置電耦接至該插座之該等電觸點。

在一些實例中，該模製件相對於該基板之一頂表面的一豎直高度至少實質上等於該光偵測裝置之一主動表面相對於該基板之該頂表面的一高度。

在一些實例中，在該波導整合層之一頂表面之部分上方而在該第一區域之該頂表面上方的該等光學耦合結構之一部分包含一第一光柵，且在該波導整合層之一頂表面之部分上方而在該第二區域之該頂表面上方的該等光學耦合結構之一部分包含一第二光柵，其中該等奈米井之一第一部分光學耦合至該第一光柵，且其中該等奈米井之一第二部分光學耦合至該第二光柵。

在一些實例中，該等奈米井之該第一部分包含在該第一光柵之一預定義接近度內的奈米井之一部分，且該等奈米井之該第二部分包含在該第二光柵之該預定義接近度內的該等奈米井之一部分。

在一些實例中，該等奈米井之該第一部分及該等奈米井之該第二部分包含所有該等奈米井，且每一奈米井在該第一部分或該第二部分中。

可克服先前技術的缺陷，且如本發明中稍後所描述的益處可藉由提供一流量槽來實現，該流量槽包含：一插座，其包含一基座部分、複數個電觸點，及與該基座部分耦合的一蓋部分，該蓋部分包含至少一個第一埠，其中該基座部分及該蓋部分協作形成一殼體，其中該等電觸點在該殼體與該基座部分之一外部側之間延伸，且該至少一個第一埠在該殼體與該蓋部分之一外部側之間延伸；及一發光裝置，其固定在該插座之該殼體內，該發光裝置包含：一模製層，其在一基板上方且覆蓋一光偵測裝置之多側，其中該模製層包含毗鄰於該光偵測裝置之一主動表面之一第一邊緣的一第一區域及毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之一第二邊緣的一第二區域，其中該第一區域、該第二區域及該光偵測裝置之該主動表面形成一連續表面；一波導整合層，其在該連續表面與一波導之間，其中該波導整合層包含在該波導整合層之一頂表面之部分上而在該第一區域之該頂表面上方且在該第二區域之該頂表面上方的光學耦合結構，其中該等光學耦合結構將來自一光源的光波耦合至該波導；該波導，其在該波導整合層上方，其中該波導使用來自該波導整合層的該等光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料；及一奈米結構層，其在該波導上方，該奈米結構層包含該一或多個奈米井，其中該一或多個奈米井形成在該奈米結構層上的一或多個位置上，其中該一或多個位置中之每一位置與該光偵測裝置之該主動表面上之一位置共用一豎直軸線，其中該光偵測裝置電耦合至該插座之該等電觸點。

可克服先前技術的缺陷，且如本發明中稍後所描述的益處可藉由提供一種方法來實現，該方法包含：形成一流量槽之一底層，其中該流量槽包含一頂層及該底層，在該頂層與該底層之間具有一通道，該形成包含：在一連續表面上形成一波導整合層，該連續表面由一光偵測裝置之一主動表面，毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之一第一邊緣的一模製層之一第一區域及毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之一第二邊緣之該模製層之一第二區域所構成，其中該模製層在一基板上方且覆蓋該光偵測裝置之多側，該模製層具有相對於該基板之一頂部具有一模製高度，該模製高度至少實質上等於該光偵測裝置之一主動表面相對於該基板之一頂表面的一高度；在該波導整合層中在該波導整合層之一頂表面之部分上而在該第一區域之該頂表面上方且在該第二區域之該頂表面上方形成光學耦合結構；在該波導整合層形成一波導層，其中該波導整合層將來自一光源之光波光學耦合至該波導層，且其中該波導層使用來自該波導整合層之該等光波以激發一或多個奈米經中之光敏材料；在該波導層上方形成一奈米結構層；及在該奈米結構層上之一或多個位置上形成該一或多個奈米井，其中該一或多個位置中之每一位置與該光偵測裝置之該主動表面上之一位置共用一豎直軸線。

在一些實例中，形成該等光學耦合結構包含使用選自由以下各項組成用以產生該等光學耦合結構的群組中一過程：壓印及微影。

在一些實例中，形成該一或多個奈米井包含使用選自由以下各項組成的群組中的微影過程：奈米壓印微影及光學微影。

在一些實例中，該方法進一步包含：在該奈米結構層上方形成一頂層，其中該頂層及該主動表面共同在該光偵測裝置之該奈米結構層上方形成一空間，該空間界定一流動通道。

在一些實例中，該方法進一步包含：將一特徵整合至該頂層中，該特徵選自由以下各項組成的群組中：一電組件及一實體結構。

藉由本文中所描述的技術來實現額外特徵。其他實例及態樣在本文中經詳細描述且被認為所主張態樣之一部分。自以下結合附圖對本發明的各種態樣的詳細描述，本發明的此等及其他目的、特徵及優點將變得顯而易見。

應瞭解，上述概念及下文較詳細論述之額外概念的所有組合（假設此類概念不相互矛盾）被認為係本文中所記載的申請標的之一部分且可經實施及組合以實現如本文中所提供的益處。

附圖中之相同參考編號在整個單獨的視圖中始終指代相同或功能上相似的元件，且被併入說明書中並形成說明書之一部分，該等附圖進一步說明本實施方案，並與實施方案的詳細說明一起，用來解釋當前實施方案的原理。如熟習此項技術者所理解的，提供附圖以易於理解，並說明本實施方案的某些實例的各態樣。該實施方案不限於附圖中所描繪的實例。

術語「連接」、「經連接」、「接觸」、「經耦合」及/或類似術語在本文中經廣泛地定義為涵蓋各種不同的配置及組裝技術。此等配置及技術包括但不限於：（1）直接接合一個組件及另一組件而在兩者之間無中間組件（即，組件處於直接實體接觸）；及（2）將一個組件及另一組件與兩者之間的一或多個組件的接合，前提為一個組件「連接至」或「連接」或「耦合至」另一組件而以某種方式與另一組件進行操作連通（例如，電、流體、實體、光學，等）（儘管在兩者之間存在一或多個額外組件）。應理解，彼此直接實體接觸的一些組件可或可不彼此電接觸、光學接觸及/或流體接觸。此外，電連接、電耦合、光學連接、光學耦合、流體連接或流體耦合的兩個組件可或可不直接實體接觸，且可在兩者之間定位一或多個其他組件。

如本文中所使用，「流量槽」可包括具有蓋的裝置蓋，蓋在反應結構上方延伸以在其間形成與反應結構之複數個反應部位連通的流動通道，且可包括偵測裝置，該偵測裝置經組態以偵測在反應部位處或接近反應部位發生的指定反應。流量槽可包括固態光偵測或「成像」裝置，諸如電荷耦合裝置（CCD）或互補金屬氧化物半導體（CMOS）（光）偵測裝置。作為一個特定實例，流量槽可經組態以流體地且電耦合至匣體（具有整合泵），匣體可經組態以流體地及/或電耦合至生物檢定系統。匣體及/或生物檢定系統可根據預定方案（例如，合成式定序）將反應溶液遞送至流量槽之反應部位，並執行複數個成像事件。舉例而言，匣體及/或生物檢定系統可引導一或多種反應溶液穿過流量槽之流動通道，且因此沿著反應部位。反應溶液中之至少一者可包括具有相同或不同螢光標記的四種類型的核苷酸。核苷酸可結合至流量槽的反應部位，例如結合到反應部位處的相應寡核苷酸。然後，匣體及/或生物檢定系統可使用激發光源（例如，固態光源，諸如發光二極體（LED））照射反應部位。激發光可具有一或多個預定波長，包括一波長範圍。由入射的激發光激發的螢光標記可提供發射信號（例如，波長不同於激發光且可能彼此不同的光），該等發射信號可由流量槽之光感測器偵測到。

本文中所描述的流量槽可經組態以執行各種生物學或化學過程。更具體地，本文中所描述的流量槽可用於期望偵測到指示指定反應的事件、性質、品質或特性的各種過程及系統中。舉例而言，本文中所描述的流量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的生物檢定系統，或與前述加以整合。

流量槽可經組態以促進可單獨或集體地偵測的複數個指定反應。流量槽可經組態以執行多個循環，在該等循環中複數個指定反應並行地發生。舉例而言，流量槽可用於藉由酶操作及光或影像偵測/獲取的迭代循環以對密集的DNA特徵陣列進行定序。如此，流量槽可與一或多個微流體通道流體連通，該等微流體通道將反應溶液中之試劑或其他反應成分遞送至流量槽之反應部位。可以預定方式，諸如以均勻或重複模式，來提供或間隔開反應部位。替代地，反應部位可隨機地分佈。反應部位中之每一者可與一或多個光導及用以偵測來自相關聯反應部位之光的一或多個光感測器相關聯。在一個實例中，光導包括用於過濾某些波長之光的一或多個濾光器。該等光導可為例如吸收濾光器（例如，有機吸收濾光器），使得濾光器材料吸收某些波長（或波長範圍）並允許至少一個預定波長（或波長範圍）從中通過。在一些流量槽中，反應部位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。

如本文中所使用，「指定反應」包括所關注的化學或生物物質（諸如所關注的分析物）的化學、電、物理或光學性質（或品質）中之至少一者的改變。在特定流量槽中，例如，指定反應為陽性結合（positive binding）事件，諸如將螢光標記的生物分子與所關注分析物整合在一起。較一般而言，指定反應可為化學轉換、化學改變或化學相互作用。指定反應亦可能為電性質的改變。在特定流量槽中，指定反應包括將螢光標記分子與分析物整合。分析物可為寡核苷酸，且螢光標記分子可為核苷酸。當激發光指向具有經標記核苷酸的寡核苷酸時，可偵測到指定反應，且螢光團發出可偵測的螢光信號。在流量槽的另一實例中，所偵測到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施體螢光團接近於受體螢光團來增加螢光（或Förster）共振能量轉移（FRET），藉由分離施體及受體螢光團來降低FRET，藉由將淬滅體與螢光團分離來增加螢光性，或藉由將淬滅體與螢光團共置來減少螢光性。

如本文中所使用，「電耦合」及「光學耦合」係指分別在電源、電極、基板之導電部分、液滴、導電跡線、導線、波導、奈米結構、其他電路區段等之任何組合之間轉移或傳輸電能及光波。術語「電耦合」及「光學耦合」可與直接或間接連接結合使用，且可穿過各種中間介質，例如流體中間介質、氣隙等。

如本文中所使用，「反應溶液」、「反應成分」或「反應物」包括可用於獲得至少一個指定反應的任何物質。舉例而言，潛在反應成分包括例如試劑、酶、樣本、其他生物分子及緩衝溶液。反應成分可在溶液中遞送至本文中所記載的流量槽中之反應部位及/或固定化在反應部位處。反應成分可與另一物質直接或間接相互作用，諸如固定化在流量槽之反應部位處的所關注分析物。

如本文中所使用，術語「反應部位」為可發生至少一個指定反應的局部區域。反應部位可包括反應結構或基板的支撐表面，在該支持表面上可固定化物質。舉例而言，反應部位可包括在其上具有反應成分（諸如其上的核酸菌落）的反應結構之表面（其可位於流量槽之通道中）。在一些流量槽中，菌落中之核酸具有相同序列，例如為單股或雙股模板之無性複製（clonal copy）。然而，在一些流量槽中，反應部位可僅含有單一核酸分子，例如呈單股或雙股形式。

本文中使用術語「扇出」來表徵與偵測器封裝在一起之區，該區延伸超過偵測器水平距離。舉例而言，在將CMOS感測器用作流量槽中之偵測器的實例中，扇出係指CMOS感測器之水平邊界之每一側上的額外水平距離。

如本文中所使用，術語「高折射率材料」及「低折射率材料」分別係指具有高折射率（refractive index或index of refraction）及低折射率（refractive index或index of refraction）的材料。在光學器件中，材料之折射率為無因次數（dimensionless number），其描述光在材料中傳播的速度。定義為其中c為真空中之光速，且v為介質中之光的相速。舉例而言，窗玻璃之折射率為1.52，而純水之折射率為1.33，因此，光行進穿過玻璃比其行進穿過水慢。儘管本文中提供某些非限制性實例，但高折射率材料通常被認為係具有大於1.50之折射率的經處理玻璃、聚合物或化學塗層。在本文中所提及之具有高折射率之材料中，鉭氧化物（TaOx）具有折射率2.1306。用於形成波導之核心的其他高折射率材料為矽氮化物合金（SiON），其折射率可為2.01。通常將高折射率材料與折射率相反的材料整合在一起，以形成具有抗反射性質的光學透明組件。聚合物為具有低折射率之材料的常見實例，因為折射率愈低，材料使光彎曲的程度愈小，從而降低聚焦能力、反射效應及光色散。因此，光學塑膠之聚合物具有較低（值）折射率。舉例而言，諸多具有較低折射率之材料具有在1.31與1.4之間的折射率。一般而言，具有小於1.50之折射率之材料被稱為低折射率材料。

如本文中所使用，術語「實質上」係指小波動（例如，±5%或更小），以及無波動（即，±0%）。

下文參考圖式，為了易於理解，圖式未按比例繪製，其中貫穿不同圖使用相同的元件符號以指示相同或相似的組件。

在現有流量槽的狀況下，光源位於頂部流量槽層上面。流量槽之底層包括感測器或偵測器（例如，CMOS感測器），且光源位於此層上面。當流量槽中之偵測器為CMOS時，在現有流量槽中，使用流量槽執行的某些過程（諸如，SBS）的效能會存在某些限制。圖1至圖2描繪現有結構並說明此等限制。圖1至圖2皆描繪流量槽100、200，其中頂層110、210及底層120、220彼此面對。在此等層之間的頂部空間界定通道130、230，在通道中可分配用於定序操作的試劑（例如，SBS）。圖1之流量槽100另外包括在頂層110及底層120的每一層上之奈米結構140a至140b，其中奈米結構140a至140b之表面指向通道130、230。奈米結構140a至140b在圖3中更詳細地描繪。

參考圖1，在此流量槽100中，光源155及偵測器160之組合位於頂層110上方，使得激發光170及發射光180可在光源155與偵測器160且頂層110與底層120之間移動。具體而言，來自光源155之激發光170向奈米結構140a至140b之表面（例如，兩個定序表面）傳播，其中基於在經定序的DNA股中所併入的最後核苷酸之特性，該DNA股重新發出發射光180。此發射光180傳播回至偵測器160。在流量槽200中，可使用奈米結構140a至140b之表面以同時定序。

參考圖2，而非使用兩個奈米結構140a至140b（圖1），流量槽200包括偵測器260，該偵測器為CMOS感測器，因此僅存在一個奈米結構240。在一個實例中，偵測器260為包含CMOS感測器之光偵測裝置。使用CMOS感測器作為偵測器260在SBS中提供效能優勢。由於存在CMOS感測器作為偵測器260，因此在本文中一些實例中，將使用此元件之流量槽稱為基於CMOS之流量槽。對於此流量槽類型，將光源255置放於頂層210上方。光源255發送激發光270，該激發光270傳播至奈米結構240之表面。然後，由流量槽200進行定序之多核苷酸股（例如，DNA）可重新發出發射光280，該發射光向下傳播至經置放在底層220中之偵測器260（例如，CMOS感測器）。注意，雖然本文中使用術語「DNA股」，但此術語僅旨在說明多核苷酸之代表性實例，其可包括其他類型之分子，諸如RNA。

參考圖3，每一奈米結構340（例如，奈米結構140a至140b （圖1）、奈米結構240（圖2））由奈米井315所構成，其包含具有引體之水凝膠325，該等引體錨定待定序之DNA股335。

為了有效地起作用，現有流量槽100、200的技術架構包括某些要素，該等要素在圖1-2中會影響流量槽100、200的整體效率及效能。舉例而言，將效能增強特徵（包括但不限於電氣組件（例如，電極）及/或實體結構（例如，人字形溝槽））整合至流量槽100、200之頂層110、210中可有助於實現較快的SBS動力學。因為此等特徵為光學不透明、光漫射及/或光散射，所以其不會對流量槽100、200之效能產生積極影響，此係因為其會阻擋或微擾激發或發射光路徑。雖然圖1的非CMOS之流量槽100使用兩個定序表面的奈米結構140a至140b，但圖2之流量槽200未自此雙重定序表面架構中受益，因為在頂層210中引入第二定序表面可能為光學不透明的、光漫射及/或光散射，而不利地影響流量槽200的效能。因此，基於光源155之置放及所建議第二表面干擾光路徑，排除圖2之基於CMOS的流量槽200包括兩個定序表面，而降低所獲取資料量。

參考圖1至圖2，因為流量槽100、200之功能性部分地取決於兩個現有流量槽100、200中發射（且在一些狀況下返回）至光源155、255之位置的光路徑，流量槽100、200之頂層110、210不能阻擋、廣泛地漫射及/或分散：1）激發光170、270自光源155、255行進至欲定序之DNA簇（在奈米結構140a至140b、240處）；及/或2）發射光180、280自欲定序之DNA簇（在奈米結構140a至140b、240處）行進至偵測器160、260。

圖4至圖5描繪各種實例的各態樣，其中在偵測器460（例如，CMOS感測器）上方形成波導445。僅以實例方式提供在本發明中之各種實例中「CMOS感測器」的使用，且根據本發明可採用其他類型的感測器，例如，諸如CCD感測器的固態感測器。本發明中之實施方案的實例使用被稱為平面波導或平板波導的波導。平面波導為具有平面幾何形狀的波導，此意謂著其僅在一個維度上導引光。如本文中所描述，可以具有增加的折射率的光學透明薄膜的形式來製作各種實施方案中的波導，包括圖4中之波導445。可在本文中所記載的各種實例中實施的另一類型的波導為平板波導，其亦為平面波導，但平板波導由具有不同折射率的三個介電層組成且將波限制在一個方向上。

返回至圖4至圖5，藉由在偵測器460上方形成波導445，波導可將激發光自光源傳播至奈米井415。在圖4至圖5之底層420、520及圖5之頂層510中，由於波導不阻礙光傳播，因此來自奈米井415、515之激發光可傳播至偵測器。另外，如下文所論述，偵測及照明的此組態能夠將額外效能增強功能整合至流量槽中。在圖4中，頂層410包括效能增強特徵。在圖5中，啟用雙定序表面架構。

圖4部分地描繪流量槽的底層420，其中波導整合層413 （其為低折射率材料（即具有低折射率之材料）將波導445與偵測器460（例如，CMOS感測器）整合在此底層420中。可為層堆疊而非單一層的波導整合層413將光耦合至波導445，波導445將波導內部之光導引至奈米結構層435，從而激發奈米井415中之光敏材料。在圖4之實例中，照明及偵測功能一起整合在同一層（底層420）中。如圖2中所說明，在現有基於CMOS的流量槽中，照明組件（光源255）位於偵測組件（偵測器260）上面。藉由將照明及偵測功能性組合至流量槽之底層420中，所得流量槽可最小化且在一些情況下甚至消除由在層上方包括光源而強加之需求及限制，如在圖2中見。如在圖4中所描繪，因為此光源置放限制藉由在底層420中包括波導445及偵測器460而避免，包含底層420之流量槽可包括具有光學不透明特徵487a至487b的頂層410，包括但不限於電組件（例如，電極）或實體結構（例如，人字形溝槽）。此等效能增強特徵之整合可有助於實現較快的SBS動力學，且積極影響其中整合入頂層410及底層420之流量槽的效能。

如所提及，雖然圖1之非CMOS的流量槽100可使用兩個定序表面的奈米結構140a至140b，但圖2之流量槽200未自此雙重定序表面架構受益，因為在頂層210中引入第二定序表面可能為光學不透明、光漫射及/或光散射，而不利地影響流量槽200的效能。然而，在圖5中，因為頂層510及底層520各自包括偵測器560（其在此實例中為CMOS感測器）及波導545，所以可減輕此限制，且在一些情況下甚至予以消除。圖5描繪將此頂層510及底層520與形成在頂層510與底層520之間的流動通道519整合在一起之流量槽。頂層510及底層520中之每一者為包括奈米井515之定序表面。頂層510及底層520之定序表面可同時及/或並行地執行SBS。

雖然圖4至圖5大體上描繪如本文中所記載的流量槽之底層的一些實例的某些態樣，且例示在共同層（例如，底層420、頂層510及底層520）中包括光源及偵測器，圖6至圖12提供關於流量槽之底層及其在流量槽中之內含物之本發明中之一些實例的額外細節。

圖6為流量槽之底層620，其包含一些實例的各種態樣，其中藉由使用光學波導645在流量槽之底層620中提供照明（光學波導645）及偵測（偵測器660，其在此實例中由CMOS感測器構成）來避免遮擋通往光源之光路徑。如先前所述，藉由實例提供CMOS感測器，可根據本發明使用其他類型之感測器（例如，固態感測器，諸如CCD感測器）。如本文中將解釋，藉由減少或在一些情況下甚至消除此效能問題，一些實例包含基於CMOS的流量槽，其可用於藉由使用技術架構及/或特徵整合來實現較快的SBS動力學，此基於由將光源（例如，光源255（圖2））置放在流量槽之頂層（例如，圖2之頂層210）上方所強加之架構約束而對現有基於CMOS的流量槽（例如，流量槽200（圖2））的效能產生不利影響。如在圖6中所說明，光學波導645與偵測器660整合在流量槽之底層620中為其中整合入組合層（例如，底層620）之流量槽提供各種益處。本文中論述此等益處中之兩者。首先，將光學波導645與偵測器660整合在底層620中，使得能夠藉由使用較薄的長路徑/通過（LP）結構來提高信雜比（SNR），從而減少吸收並提供習用LP材料（例如，一氮化矽（SiN））的使用，此可顯著增加自奈米井615至偵測器660（例如，像素）的光收集。第二，將具有偵測器660之光學波導645整合至底層620中實現用於多簇的奈米井615（每像素）的簡單且穩健解決方案。前者的結構改變/優勢可降低整個流量槽之成本，此係因為增加的SNR及所得架構改變實現不斷變小的奈米井615（例如，像素大小），從而降低成本。

如圖6中所描繪，在光學波導645下面的波導整合層613上之光柵611（即，核心波導層）未形成在偵測器660（在此實例中，CMOS感測器）上或緊接在其上方。在一些實例中，波導整合層613可包含多於一個層，且此等額外層中之一者可用作平坦化層或用作濾光器。為了將光耦合至（平面）光學波導645中，在基板上形成光柵611，該光柵611使光繞射至光學波導645之傳播方向（模式）中。為了獲得高效率及高容限空間（在入射於光柵611上之光的角度方向上），耦合結構（例如，光柵611）之大小起著作用；其經設計為更大。在CMOS感測器之表面上（或緊接在表面上方）實施諸如光柵611之光學耦合結構既減少感測器之有用區域又增加感測器之成本。具有耦合結構有效地遮擋CMOS感測器之表面之一部分以將外部光源（例如，LED或雷射）耦合至波導的所得流量槽呈現出此等挑戰並且具有較低的整體效率。因此，在圖6之實例中，而非形成用於CMOS感測器上之光學波導645的耦合結構（例如，光柵611）（在一些實例中，偵測器660可由CMOS感測器構成），此結構形成在CMOS感測器外部之區域中。另外，使用光柵611將光耦合至波導中，其中包含光柵611之區域位於CMOS區域外部（即，不在CMOS感測器之主動表面657上），以實現形成具有較小CMOS感測器之流量槽。可在不需要較大CMOS感測器下擴展包含光學耦合結構（光柵611）之區域，且擴展光柵區域可對功能性有利，此係因為較大光柵區域有助於對準光源（例如，雷射或LED）以將光耦合至光學波導645中。較大區域引入雷射相對於表面的較大容限，且亦可使光源在光學波導645中之區域內的週期發生變化。

參考圖6，所描繪之流量槽之底層620包括將光耦合至光學波導645中之耦合結構（例如，光柵611），其將波導內部之光引導至奈米結構層635以激發奈米井615中之光敏材料。耦合結構（例如，光柵611）形成在本文中被稱為波導整合層613的低折射率層（即,具有低折射率之材料，包括但不限於矽氧化物（例如，1.4585）、矽氮氧化物（例如，1.45）及/或基於聚合物的材料）中而在模製件616的兩個區域上方，第一區域612a在偵測器660之一側上且平行於偵測器660之主動表面657，以及第二區域612b在偵測器660之相對側上且亦平行於偵測器660之主動表面657。在本發明之一些實例中，相對於基板，模製件616之第一區域612a及第二區域612b之豎直高度至少實質上等於偵測器660之主動表面657的高度。

儘管在一些實例中，在圖6、圖7、圖8A至圖8G、圖9、圖11及圖12中包括在所描繪底層中，但模製區域612a至612b、712a至712b、812a至812b、912a至912b之位於偵測器660、760、860、960之主動表面657、757、857、957之多側上未描繪成與偵測器660、760、860、960重疊，在一些具體實例中，形成在偵測器之主動表面之多側上的此等模製區域可與偵測器之主動表面之一部分重疊。本文中使用術語「連續表面」來表徵包括模製區域之頂表面及偵測器之主動表面（例如，在圖6中，第一區域612a、主動表面557及第二區域612b）。術語「連續表面」可暗示或不暗示一致的水平軸線。在一些實例中，區域之高度可超過偵測器之高度，及/或偵測器之主動表面可包含在多於一個水平面上之部分。在此等實例中，波導整合層使此連續表面（偵測器之未被區域覆蓋之部分及該等區域）平坦化，並設立可在其上形成波導的平面。在其他實例中，如在圖6、圖7、圖8A至圖8G、圖9、圖11及圖12中所說明，區域不與偵測器之作用表面的任何部分重疊。在一些實例中，基於偵測器之幾何形狀，主動表面及模製區域，其中後者不與主動表面重疊，形成具有恆定豎直高度的連續表面。因此，術語「連續的」表示一系列區：第一模製區域、偵測器之主動表面之一部分，以及第二模製區域，而非暗示此等區當中的任何結構一致性。

返回至圖6，波導整合層613覆蓋偵測器660以及在偵測器660之任一側上的模製件616的第一區域612a及第二區域612b。在圖6的實例中，核心波導層（光學波導645）為包含高折射率材料（即，具有高折射率之材料，包括但不限於鉭氧化物(TaOx)、基於聚合物的電介質氧化物等），其形成在波導整合層613上方並使用耦合結構（例如，光柵611）加以整合。在光學波導645上方形成奈米結構層635，其亦為低折射率材料（即，具有低折射率之材料）之層。因為高折射率材料包含高折射率，所以光學波導645（其為可為光學透明的高折射率材料）激發在兩種低折射率材料之間的螢光。在本發明的一些實例中，奈米井615形成在光學波導645上，而非光學波導645及奈米結構層635為單獨層。

在一些實例中，模製件616之第一區域612a及第二區域612b僅為用於將光耦合至光學波導645的光學耦合結構的置放的兩個實例。進一步實例為光學耦合結構的此等區域提供不同定向。在各種實例之間的通用性為此等區域不與偵測器660之整個主動表面657重疊。

返回至圖6，奈米結構層635包括奈米井615，如在圖3中所描繪。在一些實例中，藉由壓印及/或微影來形成奈米井615，在一些實例中，微影包括但不限於奈米壓印微影及/或光學微影。一些實例亦包括位於奈米結構層635之奈米井615下方的偵測器660中之光二極體681。

如在圖6中所描繪，在一些實例中，第一重新分佈層（RDL）621形成在偵測器660上。第一RDL 621為可接合至偵測器660之背面觸點的實例。第二RDL 631連接至第一RDL 621。每一RDL可由金屬所組成，包括但不限於鎢、銅、金、鎳及/或其他類似材料。第一RDL 621及第二RDL 631藉由電通孔643（例如，矽通孔（TSV））所連接。在一些實例中，電通孔643為銅凸塊。如在圖6中所說明，第一RDL沈積在偵測器660上，且第二RDL 631沈積在模製封裝上。模製包裝包括偵測器660以及模製件616。第二鈍化層624可包括多個層，使得其為鈍化堆疊，而非單一的第二鈍化層624。實例可包括TSV，該TSV延伸穿過底層620的光偵測裝置並將基板電連接至第二RDL 631，該第二RDL與藉由基板焊墊（例如，選用層626之一部分）所接合至底層620的基板電接觸。

在共同水平面上，第二鈍化層624之外為扇出鈍化層672。扇出鈍化層672鈍化第二RDL 631，此第二RDL 631安置在基礎基板之底部表面上。在一些實例中，扇出鈍化層672包含聚醯胺（合成聚合物）、防焊遮罩及/或另一環氧樹脂。在一些實例中，選用層626沈積在扇出鈍化層672之RDL開口上。在一些實例中，選用層626可包括第二金屬塗層，被稱為凸塊下金屬（UBM）。此第二金屬塗層之大小與鈍化層672上之鈍化開口約相同。

圖6表示具有最少數目個層的底層620：具有光學耦合結構（光柵611）之低折射率層613，高折射率核心層之光學波導645及在高折射率層上方的第二低折射率層735，其中在圖6中形成奈米井615。然而，在其他實例中，流量槽之底層包含額外層，包括在光學波導645與其中形成有奈米井615之低折射率層635之間的一或多個額外低折射率層（即，由具有低折射率材料構成之層）。

圖7為具有一個額外低折射率層766的實例，然而，其他實例包含額外低折射率層。舉例而言，在一些實例中，在波導整合層713與連續表面之間形成一或多個層，該連續表面包含在主動表面757之兩側上之區域712a至712b。圖7僅用作在給定定向上之額外低折射率層766之實例的說明性實例；可在各種定向處將額外層添加至各種實例。

圖7為根據一些實例的各種態樣的可在流量槽中使用之底層720的另一實例。參考圖7，在一些實例中，在平面波導745與奈米結構層735之間存在另一層，即額外低折射率層766，因此，具有較低折射率的兩個層可使光折射。因此，在圖7中之實例與圖6之底層620之間的區別在於在圖7中，底層720包括形成在核心波導層、平面波導745與奈米結構層735之間的額外低折射率層766，其包括奈米井715。在此實例中，奈米結構層735可為高折射率或低折射率。（光學波導645在圖6中之底層620中為高折射率的。）底層720包括具有光二極體781之偵測器760，且包括模製件716，其包含在偵測器760之主動表面757之兩側上的區域712a至712b。正是在此等區域712a至712b上方，形成具有將此層耦合至平面波導745之光柵711的波導整合層713。在平面波導745上方，形成額外低折射率層766，且在此層上形成具有奈米井715之奈米結構層735。光柵711將光光學耦合至奈米井715。

如同在圖6中所描繪之實例中之底層一樣，在圖7中所描繪之實例中，第一RDL 721（沈積在偵測器760上）形成在偵測器760上，且第二RDL 731（沈積在封裝上）經由電通孔743（例如，銅凸塊）連接至第一RDL 721。第二鈍化層724可包括形成鈍化層之多個層。與第二RDL 731毗鄰的為扇出鈍化層772（例如，聚醯胺、防焊遮罩及/或另一環氧樹脂），該扇出鈍化層使第二RDL 731鈍化。可在扇出鈍化層772之RDL開口上沈積選用層726。選用層726可包括第二金屬塗層，被稱為凸塊下金屬（UBM）。此第二金屬塗層之大小與第二鈍化層724上之鈍化開口約相同。

圖8A至圖8G在一些實例中描繪形成底層（例如，底層620，圖6）的各種態樣。如在圖8A至圖8G中逐步描繪，形成低折射率層（例如，樹脂）、波導整合層813，且此（例如，樹脂）層平坦化模製扇出晶圓/面板以形成波導845之底部護套。在其上形成波導整合層813之此平面包含偵測器860（例如，CMOS感測器）之主動表面857，以及在此主動表面857之每一側上之扇出的模製區域812a至812b。模製件816和及偵測器860包含模製封裝。在一些實例中，使用以下技術中之一或多者以在波導整合層813上形成諸如光柵811之光學耦合結構：壓印、微影及/或蝕刻。波導845本身為高折射率層（例如，TaOx），其形成在波導整合層813上，以構成波導845之核心。在一些實例中，波導845之層經圖案化以製成通道波導。在一些實例中，波導845為平板波導。然後由奈米結構層835形成頂部護套，該奈米結構層可為另一樹脂層及/或介電層，其上壓印有奈米井815。在一些實例中，可在波導845之層本身上形成奈米井。

首先參考圖8A，描繪在添加波導845或奈米結構層835之前的一般模製扇出結構874，該波導845或奈米結構層835在流量槽中用於執行SBS。一般模製扇出結構874（在本文中亦被稱為模製封裝）包括偵測器860及模製件816兩者。包括在一般模製扇出結構874中的為第二RDL 831（沈積在模製件816上），該第二RDL經由電通孔843（例如，,銅凸塊）連接至第一RDL 821（沈積在晶片上，該晶片包含偵測器860）。第二RDL 831與第二鈍化層824接觸。選用層826亦包括在此實例中，且沈積在扇出鈍化層872之RDL開口上。

參考圖8B，在第二RDL 831上形成選用層826，該選用層826在此實例中為UBM。第二RDL 831可包含多於一個層，且可被理解為堆疊。

圖8C描繪波導整合至底層中之開始。最終藉助添加波導整合層813將波導845（請參見圖8E至圖8G）整合至平面上，該平面包含偵測器860之主動表面857，以及在每一側上之扇出的模製區域812a至812b，該波導整合層813可包含低折射率材料，諸如樹脂。如上文所論述，波導整合層813實際上可為層堆疊而非單層，其中堆疊之不同層提供不同功能，且僅一個層包括光學耦合結構（光柵811，圖8D至圖8G）。舉例而言，在一些實例中，此堆疊可包括用於使波導平坦化之一或多個層。一些層可充當濾光器。一些層可充當波導之低折射率護套。

在圖8D中，光學耦合結構形成在波導整合層813上。在圖8D至圖8G中描繪之光學耦合結構的類型為光柵811。可使用各種過程來形成此等光學耦合結構，包括但不限於微影、光微影、壓印、奈米壓印及/或蝕刻。此等光學耦合結構（在此狀況下為光柵811）將光耦合至波導845中。此波導整合層813可藉由沈積包含此層之材料來形成，且可包含矽氧化物、矽氧氮化物及/或基於聚合物材料中之一或多者。

一旦已形成光學耦合結構（例如，光柵811），即可將波導845之核心添加至底層。如在圖8E中所描繪，在本發明中之實例中，形成包含高折射率材料（例如，TaOx）之波導845之層。光柵811與波導845之耦合使得光柵811（如上文所提及）能夠將光（及/或其他光譜波長）耦合至為高折射率層之波導845中，使得光在整個波導845中傳播，使得此光能夠激發奈米井815（圖8G）中之敏感材料（例如，經螢光標記分析物）。

在圖8F中所描繪之部分底層之實例中，將成為奈米結構層835之層形成在波導845之層上方。奈米結構層835為低折射率層，其可由樹脂或介電材料所構成。

參考圖8G，其包含流量槽之底層820，在底層820之奈米結構層835中形成奈米井815，以用於流量槽。奈米井815位於奈米結構層835上，使得偵測器860中之光二極體881位於奈米井815下方。在一些實例中，奈米井815之每一奈米井對應於位在奈米井815下方之預定數目（1-2）個光二極體881。

在一些實例中，並非在波導845上方使用第一低折射率層作為奈米結構層835，可在最終的奈米結構層835與波導845之間形成一或多個額外低折射率層。

如在圖9中所描繪，光柵911（光學耦合結構）將光光學耦合至波導945，且波導945將激發光提供至奈米井915。圖9亦描繪光導996，其可包括一或多個濾光器，用於過濾某些波長之光。在各種實例中，光導996可為吸收濾光器（例如，有機吸收濾光器），使得濾光器材料吸收某些波長（或波長範圍）且允許至少一個預定波長（或波長範圍）從中通過。如上文所論述，波導整合層913為低折射率層，其包括使光折射至某些預定方向上之光柵911（即，光柵區域）。在各種實例中，自光柵結構（即，光柵911）折射之光的週期可變化，以管理光之方式而有助於將光對準至波導945中。在一些實例中，週期橫跨光柵區域之長度而變化。在一些實例中，週期可為固定的。

根據一些實例，圖10包含可經整合至流量槽中之底層的俯視圖1001。俯視圖1001包括進入奈米結構層1035之奈米井1015的區域中的總體俯視圖1002及縮放視圖1003。如上文所提及，偵測來自奈米結構層1035之發射光的光二極體位於諸如CMOS感測器的偵測器（未示出）中。此等光二極體充當光感測器，且可視為像素，其在流量槽中而於生物或化學測試期間啟動。奈米結構層1035中之奈米井1015可經組態以各自與給定數目個光二極體或像素對準。在一些實例中，兩個奈米井1015與CMOS感測器中之給定光感測器（像素）對準。縮放視圖1003描繪給定區域1063，由邊界1088所區分開，僅出於視覺目的，為2×2像素區域，其中兩個奈米井1015經指派至每一像素（或光感測器）。

參考圖10，如在縮放視圖1003中所說明，波導之向某些奈米井1015提供激發光的部分取決於奈米井1015至每一區域的接近度而光學耦合至第一區域1012a或第二區域1012b上方的光柵1011。另外，在一些實例中，給定波導之不同區域激發奈米結構層1035中之不同奈米井1015。舉例而言，若將波導圖案化為平板波導，則不同平板可激發（例如，打開）不同奈米井1015。平板波導可被理解為描述一種僅具有限制在一個軸線（例如，穿過感測器之豎直軸線）中之光的單一波導。一些實例包括在給定層上所形成的一系列波導，而非單一波導。

如上文所論述，在一些實例中，在鄰接偵測器之主動表面（例如，CMOS感測器之主動表面）的區域中（例如，波導整合層）上形成光學耦合結構，且使用此等結構將光折射至波導的預定方向，而非使用位於頂層上面的光源或在CMOS感測器之表面上形成光學耦合結構，允許流量槽之形成具有可改良流量槽的整體功效的額外元件。因此，在一些實例中，不僅可將照明及偵測功能性組合至流量槽之層中（例如，底層620、720、820、920），而且由於實例不受限於圖1至圖2之流量槽之結構限制或不與遮擋主動表面有關，因此實例包含流量槽，其具有的元件增加由此等其他組態所排除之流量槽的整體效率。

圖11說明流量槽1100之各種態樣，流量槽1100包括頂層1110及底層1120。底層1120在結構上類似於圖6之底層620及/或圖7之底層720。流量槽1100之頂層1110包括光學不透明特徵1187a至1187b，其有助於實現較快SBS動力學。在一些實例中，光學不透明特徵1187a至1187b包含電組件（例如，電極），且在其他實例中，光學不透明特徵1187a至1187b包含在流量槽之頂層1110上的結構（例如，人字形溝槽）。在頂層1110與底層1120之間形成流動通道1119。

圖12說明基於CMOS的流量槽1200，儘管其為基於CMOS的流量槽，但包括兩個定序表面，一個在頂層1210上，且第二者在底層1220上。頂層1210及底層1220皆由類似於圖6之底層620及/或圖7之底層720的結構所構成。然而，頂層1210水平地（沿著水平軸線）翻轉。在頂層1210與底層1220之間形成流動通道1219。頂層1210及底層1220之定序表面可同時及/或並行地執行SBS。

圖6至圖12說明流量槽之各種部分或完整的底層，其可經整合至流量槽中。圖13A至圖13B描繪形成至流量槽中之插座1350的實例，該流量槽可包括本文中所記載的流量槽之底層，例如底層620（圖6）、底層720（圖7）、底層820（圖8G）或底層920（圖9）。如在圖13A至圖13B中所說明，流量槽由插座1350所形成，該插座1350具有包括至少一個埠1371之基座部分1352。插座1350包括殼體1356，該殼體1356由基座部分1352及蓋部分1354協作地形成。電觸點1361在殼體1356與基座部分1352之外側1364之間延伸，在此非限制性實例中，外側1364為外部底表面。至少一個埠137在殼體與蓋部分1366之外側之間延伸。在諸多現有圖式中被稱為底層1320且可包括圖6、圖7、圖8G及圖9的實例的發光裝置被固定在插座1350內。為了便於理解，底層1320之細節未在圖13A至圖13B中提供，但在圖6、圖7、圖8G及圖9中予以說明。

本發明中之實例包括形成流量槽之底層的一或多種方法。圖14描繪根據一些實例的某些態樣的形成流量槽之底層的方法的工作流程1400。具體地，圖14描繪形成流量槽之底層的工作流程，其中流量槽包括頂層及底層以及在頂層與底層之間的通道。為了形成底層，在連續表面上形成波導整合層，該連續表面包括光偵測裝置之主動表面，毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第一邊緣之模製層的第一區域及毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第二邊緣之模製層的第二區域（1410）。在一些實例中，模製層在基板上方且覆蓋光偵測裝置之多側且相對於基板之頂部具有高度。模製高度可實質上等於光偵測裝置之主動表面相對於基板之頂表面的高度。

返回至圖14，在一些實例中，在波導整合層中形成在該波導整合層之頂表面之部分上而在第一區域之頂表面上方及在第二區域之頂表面上方的光學耦合結構（1420）。可用來形成光學耦合結構的過程的兩個非限制性實例為壓印及/或微影。在一些實例中，微影包括但不限於奈米壓印微影及/或光學微影。在波導整合層上方形成波導（1430）。在一些實例中，波導整合層將來自光源之光波光學耦合至波導層，且波導層使用來自波導整合層之光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料。底層亦包括奈米結構層。在波導層上方形成奈米結構層（1440）。在奈米結構層上之一或多個位置上形成前述一或多個奈米井（1450）。可用來形成奈米井的過程的兩個非限制性實例為壓印及/或微影。在一些實例中，一或多個位置中之每一位置與光偵測裝置之主動表面上之位置共用豎直軸線。

流量槽之其餘部分可藉由在奈米結構層上方形成頂層來形成。在一些實例中，頂層及主動表面共同在光偵測裝置之奈米結構層上方形成空間，該空間界定流動通道。組件可整合至此頂層中，包括但不限於主動特徵及/或結構。

在一些實例中，所記載實例為一種設備，該設備包含在基板上方並覆蓋光偵測裝置之側的模製層。模製層包含毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第一邊緣的第一區域及毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第二邊緣的第二區域，其中第一區域、第二區域及光偵測裝置的主動表面形成連續表面。一波導整合層在該連續表面與一波導之間。波導整合層包含在波導整合層之頂表面之部分上而在第一區域之頂表面上方及在第二區域之頂表面上方的光學耦合結構。光學耦合結構將來自光源之光波耦合至波導。該實例包括在波導整合層上方之波導。波導使用來自波導整合層之光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料。該實例包括在波導上方之奈米結構層。奈米結構層包含一或多個奈米井。在奈米結構層上之一或多個位置上形成一或多個奈米井。一或多個位置中之每一位置與光偵測裝置之主動表面上之位置共用豎直軸線。

在設備之一些實例中，第一區域及第二區域不與光偵測裝置之主動表面重疊。

在設備之一些實例中，光學耦合結構包含光柵。

在設備之一些實例中，波導整合層由具有低折射率的材料構成。

在設備之一些實例中，波導包含具有高折射率的材料。

在設備之一些實例中，奈米結構層包含具有低折射率的材料。

在設備之一些實例中，設備亦包括在波導與奈米結構層之間的一或多個低折射率層。

在設備之一些實例中，設備亦包括濾光層，該濾光層在連續表面上方且在波導整合層下方，其中濾光層阻擋來自波導之光洩漏至光偵測裝置。

在設備之一些實例中，光源選自由以下各項組成的群組中：發光二極體及雷射二極體。

在設備之一些實例中，光偵測裝置包含一或多個光二極體，其中一或多個光二極體中之每一者位於一或多個奈米井下方。

在設備之一些實例中，光偵測裝置包含互補金屬氧化物半導體（CMOS）偵測裝置。

在設備之一些實例中，設備亦包括頂層，其在連續表面上方，其中該頂層及該主動表面共同在該奈米結構層上方形成一空間，該空間界定一流動通道。

在一些實例中，該頂層進一步包含選自由電組件及實體結構組成的群組中的一特徵。

在該設備之一些實例中，頂層包含電極。

在該設備之一些實例中，頂層包含人字形溝槽。

在設備之一些實例中，波導包含一或多個平板波導。

在設備之一些實例中，頂層包含在第二基底下面且覆蓋第二光偵測裝置之多側的第二模製層，其中第二模製層包含毗鄰於第二光偵測裝置之主動表面之第一邊緣的第一區域，及毗鄰於第二光偵測裝置之主動表面之第二邊緣的第二區域。第二模製層的第一區域、第二模製層的第二區域以及第二光偵測裝置之主動表面形成第二連續表面。頂層亦包括在第二連續表面與第二波導之間的第二波導整合層，其中第二波導整合層包含在第二波導整合層之頂表面之部分上而在第二模製層的第一區域之頂表面下面且在第二模製層的第二區域之頂表面下面的光學耦合結構，其中在第二波導整合層之頂表面之部分上的光學耦合結構將來自光源之光波耦合至第二波導。頂層亦包括在波導整合層下面的第二波導。第二波導使用來自第二波導整合層之光波以激發一或多個額外奈米井中之光敏材料。頂層亦包括在第二波導下面的第二奈米結構層，第二奈米結構層包含一或多個額外奈米井。在第二奈米結構層上之一或多個位置上形成一或多個額外奈米井。第二奈米結構層上之一或多個位置中之每一位置與第二光偵測裝置之主動表面上之位置共用豎直軸線。

在設備之一些實例中，第二模製件相對於第二基板之底表面的豎直高度至少實質上等於第二光偵測裝置之主動表面相對於第二基板之底表面的高度。

在設備之一些實例中，自波導整合層之光學耦合結構所傳遞至波導的光波的週期選自由以下各項組成的群組中：可變週期及固定週期。

在設備之一些實例中，藉由將來自光源之光波至少光學耦合至一或多個奈米井，波導之一特定部分激發一或多個奈米井中之特定數目個奈米井。

在設備之一些實例中，該設備為流量槽之一部分。

在設備之一些實例中，該設備經固定在插座之殼體內，該插座包含基座部分，複數個電觸點以及與基座部分耦合的蓋部分，該蓋部分包含至少一個第一埠。基座部分及蓋部分協作形成殼體。電觸點在殼體與基座部分之外側之間延伸，且至少一個第一埠在殼體與蓋部分之外側之間延伸。光偵測裝置電耦合至插座之電觸點。

在設備之一些實例中，模製件相對於基板之頂表面的豎直高度至少實質上等於光偵測裝置之主動表面相對於基板之頂表面的高度。

在設備之一些實例中，在波導整合層之頂表面之部分上而在第一區域之頂表面上方的光學耦合結構之一部分包含第一光柵，且在波導整合層之頂表面之部分上而在第二區域之頂表面上方的光學耦合結構之一部分包含第二光柵。奈米井之第一部分光學耦合至第一光柵，且奈米井之第二部分光學耦合至第二光柵。

在設備之一些實例中，奈米井之第一部分包含在第一光柵之預定義接近度內的奈米井之一部分，且奈米井之第二部分包含在第二光柵之預定義接近度內的奈米井之一部分。

在設備之一些實例中，奈米井之第一部分及奈米井之第二部分包含所有奈米井，且每一奈米井在第一部分或第二部分中。

在一些實例中，記載一種流量槽，該流量槽包含：插座，該插座包含基座部分；複數個電觸點；及與基座部分耦合的蓋部分，該蓋部分包含至少一個第一埠。基座部分及蓋部分協作形成殼體。電觸點在殼體與基座部分之外側之間延伸，且至少一個第一埠在殼體與蓋部分之外側之間延伸。流量槽亦包括固定在插座殼體內的發光裝置，且發光裝置包含位於基板上方並覆蓋光偵測裝置之多側的模製層。模製層包含毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第一邊緣的第一區域及毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第二邊緣的第二區域，其中第一區域、第二區域及光偵測裝置的主動表面形成連續表面。發光裝置亦包括在連續表面與波導之間的波導整合層。波導整合層包含在波導整合層之頂表面之部分上而在第一區域之頂表面上方及在第二區域之頂表面上方的光學耦合結構。光學耦合結構將來自光源之光波耦合至波導。發光裝置包括在波導整合層上方的波導。波導使用來自波導整合層之光波激發一或多個奈米井中之光敏材料。發光裝置包括在波導上方的奈米結構層，該奈米結構層包含一或多個奈米井。在奈米結構層上之一或多個位置上形成一或多個奈米井。一或多個位置中之每一位置與光偵測裝置之主動表面上之位置共用豎直軸線。光偵測裝置電耦合至插座之電觸點。

在一些實例中，記載一種方法，該方法包括形成流量槽之底層。流量槽包含頂層及底層以及在頂層與底層之間的通道。形成包含：在連續表面上形成波導整合層，該連續表面由以下構成：光偵測裝置之主動表面，毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第一邊緣的模製層的第一區域，及毗鄰於光偵測裝置之主動表面之第二邊緣之模製層的第二區域。模製層在基板上方且覆蓋光偵測裝置之多側，模製層可具有相對於基板之頂部的模製高度，該模製高度至少實質上等於光偵測裝置之主動表面相對於基板之頂表面的高度。該方法亦包括在波導整合層中形成在波導整合層之頂表面之一部分上而在第一區域之頂表面上方及在第二區域之頂表面上方的光學耦合結構。該方法亦包括在波導整合層上方形成波導層。波導整合層將來自光源之光波光學耦合至波導層，且其中波導層使用來自波導整合層之光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料。該方法包括在波導層上方形成奈米結構層。該方法亦包括在奈米結構層上之一或多個位置上形成一或多個奈米井。一或多個位置中之每一位置與光偵測裝置之主動表面上之位置共用豎直軸線。

在方法之一些實例中，形成光學耦合結構包含使用選自由以下各項組成用以產生該等光學耦合結構的群組中的一過程：壓印、奈米壓印微影及光學微影。

在方法之一些實例中，形成一或多個奈米井包含使用選自由以下各項組成的群組中的過程：壓印、奈米壓印微影及光學微影。

在方法之一些實例中，方法進一步包含在奈米結構層上方形成頂層。頂層及主動表面共同在光偵測裝置之奈米結構層上方形成空間，該空間界定流動通道。

在方法之一些實例中，該方法進一步包含：將特徵整合至頂層中，該特徵選自由以下各項組成的群組中：電氣組件及實體結構。

圖式中之流程圖及方塊圖說明根據本發明中之各種實例的系統、方法及電腦程式產品的可能實例的架構、功能及操作。就此而言，流程圖或方塊圖中之每一區塊表示指令之模組、區段或部分，其包含用於實施指定邏輯功能的一或多個可執行指令。在一些替代實例中，區塊中所述之功能可不按圖式中之次序發生。舉例而言，取決於所涉及功能性，實際上可實質同時執行連續示出的兩個區塊，或有時可以相反次序執行該等區塊。亦應注意，在方塊圖及/或流程圖說明中之每個區塊以及在方塊圖及/或流程圖說明中之區塊組合可由執行指定功能或動作或實施專用硬體及電腦指令檔組合的基於專用硬體的系統來實施。

本文中所使用之術語為僅出於描述特定實例之目的且並不意欲為限制性。如本文中所使用，除非上下文另有明確指示，否則單數形式「一」及「該」意欲包括複數形式。將進一步理解，術語「包含（comprises）」及/或「包含（comprising）」在本說明書中使用時規定所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。

下文申請專利範圍中的所有手段功能或步驟功能元件的對應結構、材料、動作及等效物（若存在）旨在包括用於與具體主張其他所主張元件組合以執行功能的任何結構、材料或動作。已出於說明及描述目的而呈現一或多個實例的描述，且不意欲為窮盡性或限制於呈所記載形式。對於熟習此項技術者而言，諸多修改和變型將為顯而易見的。選擇及描述實例以便最佳地闡釋各種原理及實際應用，並使得熟習此項技術者能夠理解具有各種修改的各種實例，該等修改適用於所預期的特定用途。

應瞭解，上述概念及下文較詳細論述之額外概念的所有組合（假設此類概念不相互矛盾）被認為係本文中所記載申請標的之一部分以至少實現如本文中所描述的益處。特定而言，出現在本發明之結尾處的所主張申請標的之所有組合被認為係本文中所記載申請標的之一部分。亦應瞭解，本文中明確所採用的亦可能出現在藉由引用方式所併入的任何記載內容中之術語應賦予與本文中所記載的特定概念最一致的含義。

此書面描述使用實例來記載申請標的，且亦使熟習此項技術的任何人員能夠實施此申請標的，包括製作及使用任何裝置或系統，以及執行任何結合的方法。申請標的之可專利範疇由申請專利範圍界定，且可包括熟習此項技術者想到的其他實例。若此類其他實例具有與申請專利範圍的字面語言無不同的結構元素，或若其包括與申請專利範圍的字面語言無實質性差異的等效結構元素，則意欲將此類其他實例包括在申請專利範圍的範疇內。

應理解，以上描述意欲為說明性而非限制性。舉例而言，上文所描述的實例（或其一或多個態樣）可彼此以組合方式來使用。另外，在不脫離其範疇的情況下，可做出許多修改以使特定情況或材料適應於各種實例的教示。雖然本文中所描述的材料的尺寸及類型意欲定義各種實例的參數，但其絕非限制性，而僅僅藉由實例提供。在回顧以上描述之後，許多其他實例對於熟習此項技術者將為顯而易見的。各種實例之範圍因此應參考隨附申請專利範圍連同主張於此等請求項之等效物之整個範疇一起來判定。所附在申請專利範圍中，將術語「包括（including）」及「其中（in which）」用作各別術語「包含（comprising）」及「其中（wherein）」之普通英語等效形式。此外，在以下申請專利範圍中，術語「第一」、「第二」及「第三」等僅用作標記，且並不意欲對其對象施加數字要求。術語「基於」的形式在本文中囊括元件部分基於的關係以及元件完全基於的關係。術語「定義」的形式囊括其中元素經部分定義的關係以及其中元素經完全定義的關係。此外，以下申請專利範圍的限制並非以手段功能用語的格式來編寫，且亦不意欲基於35 USC§112第六段進行解釋，除非且直至此類申請專利範圍限制明確使用短語「用於…的構件」後續接著無進一步結構的功能陳述。應理解，不一定根據任何特定實例可實現上文所描述的所有此類目的或優勢。因此，例如，熟習此項技術者將認識到，本文中所描述的系統及技術以可實現或最佳化如本文中所教示之一個優點或優勢群組的一方式來體現或實施，而不必實現如本文中可教示或建議之其他目的或優勢。

雖然僅結合有限數目個實例來詳細描述申請標的，但應容易理解，申請標的不限於此類所記載實例。此外，可對申請標的進行修改，以併入迄今未描述但與申請標的之精神及範疇相當的任何數目個變化、變更、替換或等效配置。另外，雖然已描述申請標的之各種實例，但應理解，本發明之態樣可僅包括所描述實例中之一些。此外，雖然一些實例經描述為具有一定數目個元素，但將理解，可以少於或大於一定數目個元素來實踐申請標的。因此，申請標的不應被視為由前述描述所限制，而僅由所附申請專利範圍的範疇所限定。

100:流量槽 110:頂層 120:底層 130:通道 140a:奈米結構 140b:奈米結構 155:光源 160:偵測器 170:激發光 180:發射光 200:流量槽 210:頂層 220:底層 230:通道 240:奈米結構 255:光源 260:偵測器 270:激發光 280:發射光 315:奈米井 325:水凝膠 335:DNA股 340:奈米結構 410:頂層 413:波導整合層 415:奈米井 420:底層 435:奈米結構層 445:波導 460:偵測器 487a-487b:光學不透明特徵 510:頂層 515:奈米井 519:流動通道 520:底層 545:波導 560:偵測器 611:光柵 612a:第一區域/模製區域 612b:第二區域/模製區域 613:波導整合層/低折射率層 615:奈米井 616:模製件 620:底層 621:第一重新分佈層（RDL） 624:第二鈍化層 626:選用層 631:第二RDL 635:奈米結構層/低折射率層 643:電通孔 645:光學波導 657:主動表面 660:偵測器 672:扇出鈍化層 681:光二極體 711:光柵 712a:模製區域/區域 712b:模製區域/區域 713:波導整合層 715:奈米井 716:模製件 720:底層 721:第一RDL 724:鈍化層 726:選用層 731:第二RDL 735:第二低折射率層/奈米結構層 743:電通孔 745:平面波導 757:主動表面 760:偵測器 766:額外低折射率層 772:扇出鈍化層 781:光二極體 811:光柵 812a:模製區域 812b:模製區域 813:波導整合層 815:奈米井 816:模製件 820:底層 821:第一RDL 824:第二鈍化層 826:選用層 831:第二RDL 835:奈米結構層 843:電通孔 845:波導 857:主動表面 860:偵測器 872:扇出鈍化層 874:一般模製扇出結構 881:光二極體 911:光柵 912a:模製區域 912b:模製區域 913:波導整合層 915:奈米井 916:模製件 920:底層 921:第一RDL 924:第二鈍化層 926:選用層 931:第二RDL 935:奈米結構層 943:電通孔 945:波導 957:主動表面 960:偵測器 972:扇出鈍化層 981:光二極體 996:光導 1001:俯視圖 1002:總體俯視圖 1003:縮放視圖 1011:光柵 1012a:第一區域 1012b:第二區域 1015:奈米井 1035:奈米結構層 1063:給定區域 1088:邊界 1100:流量槽 1110:頂層 1119:流動通道 1120:底層 1187a-1187b:光學不透明特徵 1210:頂層 1219:流動通道 1220:底層 1320:底層 1350:插座 1352:基座部分 1354:蓋部分 1356:殼體 1361:電觸點 1364:外側 1366:蓋部分 1371:埠 1400:工作流程

在說明書結尾處的申請專利範圍中作為實例特別指出並清楚地主張一或多個態樣。藉由以下結合附圖的詳細描述，一或多個態樣的前述以及目的、特徵及優點將變得顯而易見，其中： [圖1]至[圖2]說明一些實例流量槽； [圖3]描繪在一些流量槽中使用的奈米結構的實例； [圖4]部分地描繪本發明中之流量槽之底層的實例，其中波導整合層將波導與偵測器整合； [圖5]描繪本發明中流量槽的實例的各種態樣，其中啟用雙重定序； [圖6]描繪本發明之流量槽之底層的實例，其包括光學波導及偵測器兩者； [圖7]描繪本發明之流量槽的底層的實例，其包括光學波導及偵測器兩者，且亦包括具有低折射率的額外層； [圖8]A至圖8G說明形成本發明的流量槽的底層的實例的過程； [圖9]描繪本發明之流量槽之底層的實例，其包括光學波導及偵測器兩者，且亦包括光導； [圖10]說明根據本實施方案的一些實例的流量槽之底層的實例的俯視圖； [圖11]說明根據本實施方案的一些實例的流量槽的實例的各種態樣，其包括具有光學不透明特徵的頂層，其可有助於實現較快的SBS動力學； [圖12]說明本實施方案之流量槽的實例的各種態樣，該流量槽包括互補金屬氧化物半導體（CMOS）（光）偵測裝置及兩個定序表面； [圖13]A至圖13B描繪根據本實施方案的一些實例的形成為流量槽的插座的實例，該流量槽可包括底層；及 [圖14]描繪根據本實施方案的一些實例的某些態樣的形成流量槽的底層的方法的工作流程。

911:光柵

912a:模製區域

912b:模製區域

913:波導整合層

915:奈米井

916:模製件

920:底層

921:第一RDL

924:第二鈍化層

926:選用層

931:第二RDL

935:奈米結構層

943:電通孔

945:波導

957:主動表面

960:偵測器

972:扇出鈍化層

981:光二極體

996:光導

Claims (23)

1. 一種設備，其包含： 模製層，其在基板上方且覆蓋光偵測裝置之多側，其中該模製層包含毗鄰於該光偵測裝置之主動表面之第一邊緣的第一區域及毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之第二邊緣的第二區域，其中該第一區域、該第二區域及該光偵測裝置之該主動表面形成連續表面； 波導整合層，其在該連續表面與波導之間，其中該波導整合層包含光學耦合結構，該光學耦合結構在該波導整合層之頂表面之部分上而在該第一區域之該頂表面上方且在該第二區域之該頂表面上方，其中該光學耦合結構將來自光源之光波耦合至該波導； 該波導，其在該波導整合層上方，其中該波導使用來自該波導整合層之該光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料；以及 奈米結構層，其在該波導上方，該奈米結構層包含該一或多個奈米井，其中該一或多個奈米井形成在該奈米結構層上之一或多個位置上，其中該一或多個位置中之每一位置與在該光偵測裝置之該主動表面上之位置共用豎直軸線。
2. 如請求項1之設備，其中該第一區域及該第二區域不與該光偵測裝置之該主動表面重疊。
3. 如請求項1之設備，其中該光學耦合結構包含光柵，該光柵包含第一光柵及第二光柵。
4. 如請求項3之設備，其中在該波導整合層之頂表面之部分上而在該第一區域之該頂表面上方的該光學耦合結構之一部分包含該第一光柵，且在該波導整合層之頂表面之部分上而在該第二區域之該頂表面上方的該光學耦合結構之一部分包含該第二光柵，其中該奈米井之第一部分光學耦合至該第一光柵，其中該奈米井之第二部分光學耦合至該第二光柵，且其中該奈米井之該第一部分包含該奈米井在該第一光柵之預定義接近度內之一部分且該奈米井之該第二部分包含該奈米井在該第二光柵之該預定義接近度內之一部分。
5. 如請求項4之設備，其中該奈米井之該第一部分及該奈米井之該第二部分包含所有該奈米井，且每一奈米井在該第一部分或該第二部分中。
6. 如請求項1至5中任一項之設備，其中該波導整合層由選自以下各項所組成的群組的材料來構成：具有低折射率之材料及具有高折射率之材料。
7. 如請求項1至5中任一項之設備，其中該奈米結構層包含具有低折射率之材料，該設備進一步包含： 在該波導與該奈米結構層之間的一或多個低折射率層。
8. 如請求項1至5中任一項之設備，其進一步包含： 濾光層，其在該連續表面上方且在該波導整合層下方，其中該濾光層阻擋來自該波導之光洩漏至該光偵測裝置。
9. 如請求項1至5中任一項之設備，其中該光偵測裝置包含互補金屬氧化物半導體（CMOS）偵測裝置，且其中該設備為流量槽之一部分。
10. 如請求項1至5中任一項之設備，其進一步包含： 頂層，其在該連續表面上方，其中該頂層及該主動表面共同在該奈米結構層上方形成空間，該空間界定流動通道。
11. 如請求項10之設備，其中該頂層進一步包含選自由電組件及實體結構所組成的群組中的特徵。
12. 如請求項10之設備，其中該頂層包含： 第二模製層，其在第二基板下面且覆蓋第二光偵測裝置之多側，其中該第二模製層包含毗鄰於該第二光偵測裝置之主動表面之第一邊緣的第一區域及毗鄰於該第二光偵測裝置之該主動表面之第二邊緣的第二區域，其中該第二模製層的該第一區域、該第二模製層的該第二區域及該第二光偵測裝置之該主動表面形成第二連續表面； 第二波導整合層，其在該第二連續表面與第二波導之間，其中該第二波導整合層包含光學耦合結構，該光學耦合結構在該第二波導整合層之頂表面之部分上而在該第二模製層的該第一區域之該頂表面下面且在該第二模製層的該第二區域之該頂表面下面，其中該第二波導整合層之該頂表面之該部分上的該光學耦合結構將來自該光源之光波耦合至該第二波導； 該第二波導，其在該波導整合層下面，其中該第二波導使用來自該第二波導整合層之該光波以激發一或多個額外奈米井中之光敏材料；以及 第二奈米結構層，其在該第二波導下面，該第二奈米結構層包含該一或多個額外奈米井，其中該一或多個額外奈米井形成在該第二奈米結構層上之一或多個位置上，其中該第二奈米結構層上之該一或多個位置中之每一位置與在該第二光偵測裝置之該主動表面上之位置共用豎直軸線。
13. 如請求項12中之設備，其中該第二模製件相對於該第二基板之底表面的豎直高度至少實質上等於該第二光偵測裝置之主動表面相對於該第二基板之該底表面的高度。
14. 如請求項13之設備，其中該模製件相對於該基板之頂表面的豎直高度至少實質上等於該光偵測裝置之主動表面相對於該基板之該頂表面的高度。
15. 如請求項1至5中任一項之設備，其中自該波導整合層之該光學耦合結構所傳遞至該波導之該光波的週期選自由以下各項所組成的群組中：可變週期及固定週期，且其中藉由將來自該光源之光波至少光學耦合至一或多個奈米井，該波導之特定部分激發該一或多個奈米井中之一特定數目個奈米井。
16. 如請求項1至5中任一項之設備，其中該設備經固定在插座之殼體內，該插座包含基座部分、複數個電觸點以及與該基座部分耦合的蓋部分，該蓋部分包含至少一個第一埠，其中該基座部分及該蓋部分協作形成該殼體，其中該複數個電觸點在該殼體與該基座部分之外部側之間延伸，且該至少一個第一埠在該殼體與該蓋部分之外部側之間延伸，其中該光偵測裝置電耦合至該插座之該複數個電觸點。
17. 一種流量槽，其包含： 插座，其包含基座部分、複數個電觸點以及與該基座部分耦合的蓋部分，該蓋部分包含至少一個第一埠，其中該基座部分及該蓋部分協作形成殼體，其中該複數個電觸點在該殼體與該基座部分之外部側之間延伸，且該至少一個第一埠在該殼體與該蓋部分之外部側之間延伸；及 發光裝置，其固定在該插座之該殼體內，其包含： 模製層，其在基板上方且覆蓋光偵測裝置之多側，其中該模製層包含毗鄰於該光偵測裝置之主動表面之第一邊緣的第一區域及毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之第二邊緣的第二區域，其中該第一區域、該第二區域及該光偵測裝置之該主動表面形成連續表面； 波導整合層，其在該連續表面與波導之間，其中該波導整合層包含光學耦合結構，該光學耦合結構在該波導整合層之頂表面之部分上而在該第一區域之該頂表面上方且在該第二區域之該頂表面上方，其中該光學耦合結構將來自光源之光波耦合至該波導； 該波導，其在該波導整合層上方，其中該波導使用來自該波導整合層之該光波以激發一或多個奈米井中之光敏材料；以及 奈米結構層，其在該波導上方，該奈米結構層包含該一或多個奈米井，其中該一或多個奈米井形成在該奈米結構層上之一或多個位置上，其中該一或多個位置中之每一位置與在該光偵測裝置之該主動表面上之位置共用豎直軸線， 其中該光偵測裝置電耦合至該插座之該複數個電觸點。
18. 一種方法，其包含： 形成流量槽之底層，其中該流量槽包含頂層及該底層以及在該頂層與該底層之間的通道，該形成包含： 在連續表面上形成波導整合層，該連續表面由光偵測裝置之主動表面、毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之第一邊緣的模製層的第一區域及毗鄰於該光偵測裝置之該主動表面之第二邊緣的該模製層的第二區域所構成，其中該模製層在基板上方且覆蓋該光偵測裝置之多側，該模製層具有相對於該基板之頂部的模製高度，該模製高度至少實質上等於該光偵測裝置之主動表面相對於該基板之頂表面的高度； 在該波導整合層中形成光學耦合結構在該波導整合層之頂表面之部分上而在該第一區域之該頂表面上方及在該第二區域之該頂表面上方； 在該波導整合層上方形成波導層，其中該波導整合層將來自光源的光波光學耦合至該波導層，且其中該波導層使用來自該波導整合層的該光波來激發一或多個奈米井中之光敏材料； 在該波導層上方形成奈米結構層；以及 在該奈米結構層上之一或多個位置上形成該一或多個奈米井，其中該一或多個位置中之每一位置與該光偵測裝置之該主動表面上之位置共用豎直軸線。
19. 如請求項18之方法，其中形成該光學耦合結構包含使用選自由以下各項所組成用以產生該光學耦合結構的群組中的過程：壓印、奈米壓印微影及光學微影。
20. 如請求項18之方法，其中形成該一或多個奈米井包含使用選自由以下各項所組成的群組中的過程：壓印及微影。
21. 如請求項20之方法，其中形成該一或多個奈米井包含使用選自由以下各項所組成的群組中的微影過程：奈米壓印微影及光學微影。
22. 如請求項18至21中任一項之方法，其進一步包含： 在該奈米結構層上方形成頂層，其中該頂層及該主動表面共同在該光偵測裝置之該奈米結構層上方形成空間，該空間界定流動通道。
23. 如請求項22之方法，其進一步包含： 將特徵整合至該頂層中，該特徵選自由以下各項所組成的群組中：電組件及實體結構。

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