TWI463648B - 陣列行積分器 - Google Patents

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TWI463648B TW100123231A TW100123231A TWI463648B TW I463648 B TWI463648 B TW I463648B TW 100123231 A TW100123231 A TW 100123231A TW 100123231 A TW100123231 A TW 100123231A TW I463648 B TWI463648 B TW I463648B
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Description

陣列行積分器
本申請案主張2010年6月30日申請之美國臨時申請案第61/360,493號、2010年7月1日申請之美國臨時申請案第61/360,495號及2010年7月3日申請之美國臨時申請案第61/361,403號的優先權，其內容係以全文引用方式併入本文中。
依據目前的研究發現，電子裝置及元件在化學及生物學(通常稱為生命科學)上可以有許多種應用，特別是應用於偵測及測量各種生化反應及檢驗，以及偵測及測量各種化合物，其中之一是熟知的離子感測場效電晶體(ion-sensitive field effect transistor,ISFET，或稱pHFET)，其通常被大專院校及研究單位使用於測量溶液中的氫離子濃度(即pH值)。
一般而言，離子感測場效電晶體是一種阻抗轉換裝置，其操作方式與金氧半場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)相似，且其通常係用以選擇性測量溶液中的離子活性，例如可以將溶液中的氫離子視為分析物，有關於離子感測場效電晶體之操作的詳細理論可以參照博夫德發表的論文(Thirty years of ISFETOLOGY: what happened in the past 30 years and what may happen in the next 30 years,”P. Bergveld,Sens. Actuators,88(2003),pp. 1-20)，其係以全文納入本說明書之範圍。
另外，羅斯伯格等人在美國專利公開第2010/0301398號、第2010/0282617號及第2009/0026082號，亦揭露關於利用習知的互補式金氧半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)之製程來製造離子感測場效電晶體，其係以全文納入本說明書之範圍。除上述互補式金氧半導體之製程外，還可以使用雙載子金氧半導體(bipolar and CMOS,biCMOS)之製程，此製程會在一P通道金氧半場效電晶體陣列的周圍形成雙載子結構。此外，當然可以應用其他科技，只要可以形成具有三端子裝置之感測元件即可，例如為鎵砷及奈米碳管技術，其中，被感測之離子可以導致一信號，以便控制三個端子其中之一。
以互補式金氧半導體為例，一種P型離子感測場效電晶體的製程可以於一p型矽基板上進行，其中，一n型井係形成於p型矽基板，以形成電晶體之基體，並且在n型井中形成高度p型(p+)摻雜源極區域S及汲極區域D，另外，在n型井中形成一高度n型(n+)摻雜區域B，以形成與n型井連接之導電基體(或基極)。然後，在源極、汲極與基極連接區域分別形成一氧化層，藉以形成一開口以便提供電性連接(經由電導體)至該些區域。另外，在氧化層上相對於n型井的位置係形成有一多晶矽閘極，其係介於源極與汲極之間，由於此氧化層係設置於多晶矽閘極與電晶體基體(如n型井)之間，所以其通常可以作為一閘極氧化層。
與金氧半場效電晶體的操作相似，離子感測場效電晶體的操作是基於由一金氧半導體電容所形成之電荷濃度調變(及通道傳導性)，此電容是由一多晶矽閘極、一閘極氧化層及介於源極與汲極之間的一井區域(如n型井)所構成；當施加一負電壓於閘極區域與源極區域之間時，可以消耗此區域中的電子以便在此區域與閘極氧化層之介面形成通道，以一n型井為例，所形成之通道為一p型通道。另外，在n型井中，所形成之p型通道係延伸於源極與汲極之間，因此當施加於閘極與源極之間的負電位差夠大時，可以吸引源極的電洞進入通道，藉以形成電流，此時，使得通道開始產生電流時的閘極與源極電位差係為電晶體之臨限電壓VTH (當閘極與源極電位差VGS 的絕對值大於臨限電壓VTH 時，電晶體會導電)，由於源極係作為通過通道之電荷載體(p型通道之電洞)的來源，所以被稱為源極，相同地，汲極係為電荷載體離開通道處。
依據羅斯伯格所述，離子感測場效電晶體可以具有一浮動閘極結構，其係利用連接多晶矽閘極與複數個金屬層而得，其中該等金屬層係設置於一個以上之設置在閘極氧化層之上的氧化層中；由於浮動閘極結構係與離子感測場效電晶體中的其他導體電性隔離，所以被稱為浮動閘極結構，另外，其係夾設於閘極氧化層與一鈍化保護層之間，其中，鈍化保護層係設置於浮動閘極之一金屬層(如上金屬層)上方。
另外，如羅斯伯格所揭露，離子感測場效電晶體之鈍化保護層可形成一離子感測膜，其係能夠提高裝置的離子靈敏度；若分析物與鈍化保護層接觸時，位於浮動閘極結構上方之一感測區域通常能夠改變離子感測場效電晶體之電性特性，因此可以調變通過離子感測場效電晶體之源極與汲極間之通道的電流，其中，分析物例如為分析物溶液中的離子，如一溶液中含有相關之分析物(含離子)，或一待測試溶液以測試是否存在相關之分析物。其中，鈍化保護層可包括任一種能夠對特定離子提高靈敏度之不同物質，例如鈍化保護層可包括氮化矽或氮氧化矽，或金屬氧化物如矽、鋁、或鉭氧化物，其通常能夠提高對分析物溶液中氫離子濃度(pH值)的靈敏度；相同地，若鈍化保護層中包括聚氯乙烯，其含有纈氨黴素，能夠提高對分析物溶液中鉀離子濃度的靈敏度。目前已知可以利用其他適當之物質來形成鈍化保護層，藉以提高對其他離子的靈敏度，如鈉離子、銀離子、鐵離子、溴離子、碘離子、鈣離子、及硝酸鹽離子等，當然，鈍化保護層以可以包含其他物質，如金屬氧化物、金屬氮化物、及金屬氮氧化物等。針對分析物溶液與鈍化保護層之介面所產生的化學反應而言，在離子感測場效電晶體之鈍化保護層中所加入之物質的表面可以具有化學基團，其可以用來提供質子給分析物溶液或接受分析物溶液所提供之質子，其可以在與分析物溶液相鄰之鈍化保護層的表面上，於任意時間提供負電荷、正電荷、或中性位置。
以離子靈敏度而言，在鈍化保護層與分析物溶液之間的固體/液體介面上會產生一電位差(通常稱為表面電位)，其係能夠利用其化學反應提供感測離子濃度之功能，其通常包含氧化物表面基團受到在感測區域附近之分析物溶液中的離子所影響而產生解離。此表面電位可依序影響離子感測場效電晶體之臨限電壓，因此，離子感測場效電晶體之臨限電壓會依據位在感測區域附近之分析物溶液中的離子變化而變動；如羅斯伯格所述，由於離子感測場效電晶體之臨限電壓VTH 對離子濃度敏感，所以其源極電壓VS 可以提供一信號，其係直接反應位在離子感測場效電晶體之感測區域附近之分析物溶液中的離子濃度。
化學感測場效電晶體(chemFET)陣列，或特別是離子感測場效電晶體陣列，可以用來監控反應，例如為核酸(如DNA)定序反應，其係利用監控在反應過程中分析物的出現、生成或消耗而達成；一般而言，此陣列(包括大陣列之化學感測場效電晶體)可以在各種化學及/或生物學製程(如生化反應、細胞或組織培養或監控、神經活性、核酸定序等)中，偵測並測量各種分析物之靜態及/或動態數量或濃度(如氫離子、其他離子、非離子分子或化合物等)，其可以依據分析物的各種測量結果而得到有價值的資訊。上述之化學感測場效電晶體陣列可以藉由化學感測場效電晶體表面之電荷變化而應用於各種分析物之偵測方法及/或生化製程之監控方法，其中，化學感測場效電晶體(或離子感測場效電晶體)陣列之應用可包括偵測溶液中之分析物，及/或偵測附著於化學感測場效電晶體表面(如離子感測場效電晶體之鈍化保護層)之電荷變化。
有關於製造離子感測場效電晶體陣列之研究係如米爾古羅與庫敏所揭露之內容(“A large transistor-based sensor array chip for direct extracellular imaging,”M. J. Milgrew,M. O. Riehle,and D. R. S. Cumming,Sensors and Actuators,B: Chemical,111-112,(2005),pp. 347-353)及米爾古羅、哈蒙德與庫敏所揭露之內容(“The development of scalable sensor arrays using standard CMOS technology,”M. J. Milgrew,P. A. Hammond,and D. R. S. Cumming,Sensors and Actuators,B: Chemical,103,(2004),pp. 37-42)，其係以全文納入本說明書之範圍，其中，化學感測場效電晶體陣列或離子感測場效電晶體陣列之製造與在化學偵測之應用(包含DNA定序相關之離子監測)的敘述係如羅斯伯格所述，詳言之，羅斯伯格係揭露利用化學感測場效電晶體陣列(特別是離子感測場效電晶體陣列)來定序一核酸，其包括在一反應腔室中將已知的核甘酸與複數核酸混合後接觸或連接至化學感測場效電晶體，其中，核酸係在反應腔室中連成一串；然後測量化學感測場效電晶體之一信號，其中，測量此信號表示將已知的三磷核甘酸形成合成核酸時，所釋出之一個以上之氫離子。
然而，傳統上，藉由於離子感測場效電晶體之一輸出測量一瞬間電壓而可測量分析物溶液中之離子濃度。由瞬間電壓所提供之信號雜訊比無法像在很多情況下所期望的一樣高。又，利用離子感測場效電晶體感測器陣列設計之縮放，可將更多離子感測場效電晶體感測器壓縮在一晶片上。因此，習知技藝存在有提供一種比瞬間電壓測量更好的SNR之需求，且亦存在有對於晶片上資料壓縮之需求。
單一電晶體像素陣列
一浮動閘極(FG)電晶體可能用於偵測極接近閘極電極之離子。電晶體可能配置有其他電晶體，用以形成一個可被置於一陣列中以供可編址讀出用之像素。在最簡單的形式中，單獨使用附屬電晶體以在一陣列中隔離及選擇浮動閘極電晶體以供讀出用。浮動閘極電晶體可能是一種化學感測電晶體，尤其是一種化學感測場效電晶體(ChemFET)。化學感測場效電晶體可能被設計有一金氧半場效電晶體(MOSFET)，其包括使用標準互補式金氧半導體(CMOS)製程所製造之自對準源極及汲極植入。化學感測場效電晶體可能是一種離子感測場效電晶體(ISFET)，及可能是PMOS或NMOS裝置。
一浮動閘極(FG)電晶體可能用於偵測極接近閘極電極之離子。電晶體可能配置有其他電晶體，用以形成一個可被置於一陣列中以供可編址讀出用之像素。在最簡單的形式中，單獨使用附屬電晶體以在一陣列中隔離及選擇浮動閘極電晶體以供讀出用。浮動閘極電晶體可能是一種化學感測電晶體，尤其是一種化學感測場效電晶體(ChemFET)。化學感測場效電晶體可能被設計有一金氧半場效電晶體(MOSFET)，其包括使用標準互補式金氧半導體(CMOS)製程所製造之自對準源極及汲極植入。化學感測場效電晶體可能是一種離子感測場效電晶體(ISFET)，及可能是PMOS或NMOS裝置。
為了使像素尺寸縮小至操作之最小尺寸及最簡單形式，可剔除附屬電晶體以藉由使用一個電晶體來形成一離子感測場效電晶體(ISFET)。此種單一電晶體(或1T)之像素，可藉由將汲極電流轉換成行之電壓來提供增益。在電晶體之端子之間的寄生重疊電容限制了增益。此電容比亦允許一致的像素至像素的增益匹配及相當的定電流操作，其證明一列選擇線之使用，且一列選擇線可在不會導致不可接受的變化的情況下減弱所需要的電流。此種之衍生物允許經由在讀出期間被啟動之一串疊電晶體而增加可程式化增益。可建構可配置的像素，以允許共通源極讀出與源極隨耦器讀出兩者。
圖1顯示依據本發明之一個實施例之1T離子敏感像素。如所示，像素100可具有唯一一個電晶體101，唯一一條列線R以及唯一一條單一行線C。於本實施例中，所顯示的電晶體101為使用標準互補式金氧半導體製程可得到的P型磊晶基板中之n通道金氧半場效電晶體(NMOS)。吾人應理解到，本發明只使用NMOS作為例子，且電晶體101同樣可能是PMOS。選擇NMOS或PMOS作為較佳裝置取決於對給定製程而言，何種裝置並不需要上側主體接觸(top-side bulk contact)。一般當使用具有P型磊晶層(被稱為epi-wafer)之P+晶圓時，使用NMOS是較佳的，其乃因為下層P+基板使像素陣列上之主體偏壓而不需要於每個像素位置配線在一主體接觸中。因此，全域主體接觸係一種與需要小像素間隔之1T像素一起使用之有吸引力的組合。電晶體101之浮動閘極G可包括陷入電荷，其可能適當地被釋放，以在所有其他端子亦偏壓至基板電位時，使電極位於與基板幾乎相同的電位。列線R可能電容耦接至電晶體101之汲極D，而行線可能耦接至電晶體101之源極S。一閘極至汲極重疊電容Cgd可形成在閘極G及汲極D之間。像素100可能從列線R可編址，列線R提供行電流(亦即，電晶體101之汲極至源極電流)，並升高於浮動閘極之電位的電壓。
在單一電晶體像素陣列中，例如圖3所示之單一電晶體像素陣列，藉由升高一特定列之FG節點的電壓可能促進列選擇。於一實施例中，像素之讀出係為以下將說明之一種贏者通吃電路(winner-take-all circuit)。
圖2顯示依據本發明之一個實施例之1T像素之橫剖面圖。1T像素中之電晶體可藉由使用一n通道FET裝置所形成，其具有在P型半導體之內的N型植入所形成之一汲極D及一源極S。如所示，電晶體可具有一浮動閘極G、汲極D及源極S。源極S可耦接至行線C，而汲極D可耦接至列線R。輕微摻雜汲極(LDD)區域可建立一閘極至汲極重疊電容Cgd及/或一閘極至源極重疊電容Cgs。
於一實施例中，1T離子像素100可能藉由將列選擇線R靴帶式牽引至浮動閘極G而同時為行線偏壓提供電流源來工作。在最簡單的形式中，此種靴帶式牽引在不增加任何額外電容器之情況下產生。如圖1及2所示，閘極至汲極重疊電容Cgd可自然地形成需要的電容耦合。為了增加電容耦合，如果需要的話，列選擇金屬線可形成至浮動金屬電極之一額外金屬電容器，或可利用離子植入法做出更顯著的源極及汲極延伸。
圖3顯示依據本發明之一個實施例之具有行讀出開關之像素陣列之概要圖。為了說明起見，雖然陣列300可擴增至任何尺寸之1T像素之陣列，但只顯示排列成兩列及兩行之陣列300之四個1T像素301、302、303及304。1T像素可能類似於圖1所示之1T像素。像素301及302之汲極係耦接至一列線R0，而像素301及302之源極S係分別耦接至行線C0及C1。像素303及304之汲極係耦接至一列線R1，而像素303及304之源極S係分別耦接至行線C0及C1。像素陣列可被載入有一電流源，但最簡單的實施係只使用將行線預充電至一低電位(例如基板電位)之單一開關。一行讀出開關305係耦接至行線C0，而一行讀出開關306係耦接至行線C1。行讀出開關305包括一開關Sa、一開關Sb、一電流源Isource及一電容器Cw。開關Sa係用來預充電行線，並在取樣之間快速地初始化此行線。開關Sb係用以取樣及保持在行線上讀取之類比式數值。在某些情況下，如果經由一種類比式至數位轉換器將像素切換至數位，同時將像素保持於在偏壓之下，則既不需要一取樣電容器也不需要一開關Sb。開關Sa係用以使行線C0接地。在使行線開關Sb開路之後，取樣被盛裝在電容器中，因為電路依據「贏者通吃」模式(亦即，所產生之電壓表示耦接至讀出電路之離子感測場效電晶體之最大電壓)操作，所以將藉由主動列而幾乎完全決定如被電容器取樣的行線上之最終數值。行讀出電路306產生類似的功能。
此種像素之操作取決於以下事實：相較於源極隨耦器之電源電壓或讀取範圍，任何既定像素之信號範圍很小。舉例而言，有用的信號範圍可能只有100 mV且電源電壓可能是3.3 V。當選擇一列時，R線係被驅動至一主動高電壓VH，而所有其他列線係維持於一主動低電壓VL。在任何既定像素之讀出期間，選擇幾乎等於行線C上之額定電壓之電壓VL。因為信號範圍小，所以於此例中，已知這個電壓係在100 mV之內。因此，所有無效(inactive)像素之汲極至電源電壓總是保持於小數值。如果無效像素之閘極至源極電壓接近裝置之閾值，則這一點是唯一關鍵。對於驅動至VH之列而言，供那列用之FG電壓係因為當列線轉變至VH時產生之靴帶式牽引而大幅高於其他列。在行線開關Sb被斷開以後，因為電路依據贏者通吃模式操作，所以行線上之最終數值將藉由主動列而幾乎完全被決定。
存在有來自可以失真信號值之其他列(一個會增加電流且一個會取走電流)之兩個電流源，且在沒有來自產生這些來源之其他列之顯著交互作用的情況下，必須有可利用以成功地讀取像素之足夠之靴帶式牽引。決定靴帶式牽引是多麼需要之分析係說明如下。在取樣像素時，此裝置已經進入操作之次臨限區，其具有譬如近似100 mV/十年之轉導斜率。這意味著關於每100 mV之閘極電壓之變化，電流變化10倍。為了有效讀取單一像素，設定一基準，俾能使在行線上之99%之電流係可歸屬於活性列，而只有1%係可歸屬於非活性列(失真電流)。從此可決定多麼需要靴帶式牽引。利用在像素陣列中之只有兩列，依據亞閾值斜率而需要浮動閘極電壓之200 mV差異。因為亦需要計算大約100 mV之信號範圍，所以總需求大約是300 mV。如果有10列，則從非活性列可能有10倍多之貢獻。因此，需要額外的100 mV。如果陣列增加至100列，則需要另一100 mV。如果陣列增加至10^n列，則需要300+100*n mV。舉例而言，10000(10^4)列像素陣列只需要總共700 mV(300+100*4)的靴帶式牽引。此種數量之靴帶式牽引可從重疊閘極及汲極之電容來達成。如果需要更多電容，在遮罩佈局中可提高額外耦合。上述分析只應用至對讀出電流提供貢獻之像素。
像素亦可從行線取走電流並將其經由非活性列線減弱。因為非活性列線係被設定到近似於行線之位準，所此種電流消耗將是最小的，但其仍然必須被量化及控制。為達成此目的，不應允許行線之最終電流減少超過某個位準。此乃藉由以例如1 uA之小電流槽(current sink)載入而獲得確保。關於1之W/L(寬度比長度)之比率，一個以其閾值被偏壓的電晶體將具有大約0.1uA之飽和電流。關於每100 mV之閘極至源極電壓之減少，此電流減少了10的因子。如果需要少於1%貢獻之電流，則無效像素之VGS需要維持低於臨限電壓100+100*n mV，於此之10^n係為在列中之像素之數目。因此，關於10000列之像素陣列，VGS需要維持低於閾值500 mV。一種典型的3.3V NMOS電晶體具有600 mV之VT。因此，關於無效像素之VGS應少於100 mV。假設當列(R)及行(C)線係於0V時，FG具有0V之額定電壓，則即使當R及C耦接至FG仍滿足此條件。如果FG具有高於0V之額定電壓(譬如導因於陷入電荷)，則需要更多靴帶式牽引以導致行線到達在FG之100 mV之內之位準。只要額定FG電壓夠低，那麼用以使失真電流最小化之第二基準並非是限制因子。最後，需要足夠靴帶式牽引以產生一電流於匹配色料擴散電流之行線上，俾能使像素可產生一可測量的電壓於行線上。如果VG係名義上為0v，則靴帶式牽引需要700 mV。因此，關於具有如600 mV一樣高的VT之NMOS，所需之靴帶式牽引之數量係只有受限於VT。為了有容限地讀出像素，關於靴帶式牽引之良好目標值係為1V。這留下300 mV之變化範圍。達成1V之靴帶式牽引係實際在3.3V供應源之內。
從行讀出之所有電流係經由列線分配。如果行電流亦是顯著的話，這可導致列線之電壓之顯著的降低。電壓降低影響靴帶式牽引位準，但並不利於源極隨耦器之讀出，此乃因為汲極電壓之變化只具有二階效應。因為像素係以多重取樣讀出，所以可消除偏移以使降低並不影響像素之靈敏度。
吾人應注意到，關於源極隨耦器讀出及共通源極讀出，只要任一者並未作最佳化的話，則可使用相同的佈局。只有需要作的調和係位於行電路中。這依據需要的信號範圍，使一彈性讀出結構及任一讀出方法可以被使用。如果信號需要高增益的話，則應使用共通源極模式。否則，可以使用源極隨耦器模式。
圖4顯示依據本發明之一個實施例之1T像素之源極隨耦器組態。源極隨耦器模式具有一緩衝讀出並以一電壓模式操作，且具有小於1之增益。如所示，單一電晶體401之閘極G可耦接至一輸入電壓Vi，而其汲極D耦接至一固定電壓。電晶體401之源極S可經由一電流源Isource而接地。輸出電壓Vo可來自電晶體401之源極。一耦合電容Cc可存在於電晶體401之輸入與閘極之間，一寄生電容器Cgd可存在於電晶體401之閘極G與汲極D之間，而一寄生電容器Cgs可存在於電晶體401之閘極與源極S之間。
下述分析係為源極隨耦器讀出之增益所提供。參見圖4，可將電路(G)之增益定義為Vo/Vi。藉由使用參考像素，可掃過系統之電極以測量增益，以使Vo/Vi=G。藉由使用一參數G之測量數值，於此例子係為0.65，可決定Cc與Cgd之比率。如後來所將討論的，就是這個將決定共通源極模式中之增益的比率。源極隨耦器之輸入電容係為Ci=Cgd+Cgs(1-Asf)，其中Asf係為源極隨耦器之增益。由於基體效應，Asf大約為0.85。關於FET上之輸入電壓之電容分壓器係為Cc/(Ci+Cc)，因此，Cc/(Ci+Cc)=G/Asf。因為Cgs係大於Cgd大約3-5倍且Asf大約為0.85，所以Ci大約為2Cgd。因此，Cc=2Cgd(G/(Asf-G))。於此例中，Cc與Cgd之比率大約為6.5。
於一實施例中，本發明藉由利用共通源極組態之讀出來獲得電壓增益。理想上是可達成像素尺寸之縮小以及信號位準之增加兩者。本發明消除在其他像素設計(例如，以下所討論的2T及3T)中之附屬電晶體，並使用離子感測場效電晶體之源極作為選擇線以達成這兩個目標。共通源極模式係為一增益模式及一電流模式。
圖5A顯示依據本發明之一個實施例之一1T共通源極離子敏感像素。如所示，像素500可具有唯一一個電晶體501、唯一一條列線R以及唯一一條行線C。於本實施例中，所顯示的電晶體501為使用標準互補式金氧半導體製程可得到的P型磊晶基板中之n通道金氧半場效電晶體(NMOS)電晶體，雖然其也可能是一p通道金氧半場效電晶體。NMOS裝置通常較佳是與不需要前側主體接觸之P+磊晶晶圓一起使用。技術上，PMOS可以與N+ epi晶圓一起使用，但此種組態在標準互補式金氧半導體製程中通常並未產生。列線R可耦接至電晶體501之源極S，而行線可耦接至電晶體501之汲極D。列選擇係藉由於一條供電源電壓用的路徑執行切換而提高，而像素之讀出係經由汲極。
依據本發明之一個實施例之具有行讀出開關之像素陣列之概要圖係顯示於圖6。陣列600具有四個1T共通源極像素601、602、603及604。1T像素可類似於圖5A所示之1T像素。於此例中，像素係被排列成兩列及兩行。像素601及602之汲極係耦接至一行線C0，而像素601及602之源極S係分別地耦接至列線R0及R1。像素603及604之汲極係耦接至一行線C1，而像素603及604之源極S係分別地耦接至列線R0及R1。一行讀出開關605係耦接至行線C0，而一行讀出開關606係耦接至行線C1。行讀出開關605包括一開關Sa、一開關Sb、一電阻R及一電容器Cw0 。行讀出開關606包括一開關Sa、一開關Sb、一電阻R及一電容器Cw1 。開關Sa可將行線上之電壓拉至一固定電壓，譬如拉至一3.3V供應源。當行線開關Sb呈開路時，行線上之最終數值將由活性列所決定，因為開關Sb與電容器Cw0 一起作為一取樣及保持電路。
像素陣列可被載入一個具有有限的輸出電阻之電流源或例如電阻之另一負載裝置。正常地，列選擇線將被維持於一主動高電壓VH。當選擇一列以供讀出時，其列選擇線係被拉低至VL。VL之數值係被設定成使額定電流位準大約為1 uA。如果FG具有高於標準100 mV之數值，則於行線上將導致此電流之10倍。如果FG之數值係為低於標準100 mV，則電流將是10倍低。行線上之信號之建立時間將是取決於信號的。電壓增益係利用R之數值之選擇而達成，且其可被可配置以達成可程式化增益。舉例而言，如果R為100k歐姆，則100 mV於輸出換算成為1V。
因為所涵蓋的寄生電容，所以實際電路係比僅僅單純的共通源極放大器更複雜。因為FG節點並未被驅動，但電容耦合至輸出，所以存在有一種限制增益之反饋機構。這種限制大約等於在FG節點到閘極至汲極電容之總電容。此種比率可能大約是3。其可被設計利用慎重之遮罩操作以縮小源極及汲極延伸以達成較高的增益，例如10倍。
圖7A顯示依據本發明之一實施例之1T共通源極像素之橫剖面。1T像素中之電晶體可藉由使用一n通道FET裝置所形成，其具有在P型半導體之內的N型植入所形成之一汲極D及一源極S。如所示，電晶體可具有一浮動閘極G、汲極D及源極S。源極S可耦接至列線R，而汲極D可耦接至行線C。輕微摻雜汲極(LDD)區域可建構一閘極至源極重疊電容Cgs及一閘極至汲極重疊電容Cgd。
藉由略過LDD植入於裝置之汲極，可縮小由LDD區域建構之重疊電容。圖7B顯示依據本發明之一實施例之1T共通源極像素之橫剖面。圖7B顯示一汲極節點，其具有一遺漏的LDD區域。此種遺漏的區域減少電容並增加增益。這可經由屏蔽掉LDD植入而達成，並可於標準互補式金氧半導體製程中被實施。
在圖5A所示之1T像素中，因為源極電流必須從列選擇線提供，所以電流的變化由於信號的變化將建立電壓的變化。這些變化可使測量失真。因此，列選擇線應是低電阻，且供那條線用之驅動器亦應供應獨立於電流負載之穩定電源電壓。雖然這是不可能的，但可從行線提供電流且可增加一第二選擇電晶體以形成一2T像素以供共通源極讀出用，如於下所說明之圖10A所示。因為增益受限於寄生重疊電容，所以期望是所使用之最佳負載係為一電流源，其以具有高輸出電阻之電晶體實施。於此情況下，因為增益係經由電容器比率達成，所以於所有裝置中將維持相當的定電流。即使利用處理所有電流之單一列選擇線，因為於源極之電壓變化是最小，所以這使1T組態成為可行。
共通源極讀出組態中之像素係顯示於圖5B中。電晶體形成具有負電壓增益之放大器。此種負電壓增益形成一個具有寄生電容器之自然反饋迴路以便控制增益。放大器之開迴路增益係為A=gm(ro)，其中gm係為轉導。關於一既定偏壓條件及製程技術而言，數值A一般大於100。如圖5C所示，共通源極等效電路具有一反饋電容Cgd、一耦合電容Cc以及Cgs。
因為A相較於迴路增益是大的，所以可將負輸入端子視為一虛接地節點，且可將電路之增益決定為Vo/Vi=-Cc/Cgd。因為這個比率係從源極隨耦器組態之分析或測量的數值得知，所以可將增益決定成約6.5。然而，相較於源極隨耦器而言，增益係為Vo/Vi=2/(Asf -G)。於此例子中，在源極隨耦器組態之上實現10之增益。此種增益之下限係由假設源極隨耦器之輸入電容係僅導因於Cgd以及Asf係等於1而得到。於此情況下，增益約為3。因為這些條件沒有一個是實際的，所以期望增益總是超過此數目。因此，如果一像素之源極隨耦器組態之增益是已知的，則此種像素之共通源極組態之增益亦為已知。此外，增益愈高，像素更敏感。這使得共通源極組態是較佳的。
藉由使用相同型式之通道摻雜作為少數載子，可減少閃爍雜訊。舉例而言，具有N型植入之NMOS產生一被埋入通道電晶體。為轉移裝置之功函數，可使用P+閘極電極。
具有串疊行電路之單一電晶體像素陣列
單一電晶體像素之一個衍生物允許經由在讀出期間被致能之一串疊電晶體，來增加之可程式化增益。
因為共通源極讀出之增益係受限於Cgd電容，如圖5B所示，所以降低這種電容可增加增益。圖8顯示具有一串疊列選擇裝置之一共通源極像素。如所示，一電晶體801可能加至一共通源極像素，例如，顯示於圖5B之電路。電晶體801之閘極可耦接至一電壓Vb，而電晶體801之源極可耦接至電晶體501之汲極。輸出電壓Vo可來自電晶體801之汲極。此串疊有效地從反饋迴路移除Cgd電容，並以遠小的多的Cds將其置換掉。然後，可達成像迴路增益那樣的增益，其可超過100。
於1T組態中，藉由使像素之外部之裝置串疊至行線，可產生較高增益及可變增益。圖9顯示具有串疊行電路之單一電晶體像素陣列。這可允許高增益及更允許利用每像素只有一個電晶體來使像素節距最小化待。所顯示之像素陣列係為一行，其具有串聯連接之複數個單一電晶體像素(例如，500)，並具有一串疊裝置於陣列之基體。串疊裝置可包括一電晶體901。電晶體901之閘極可耦接至一偏壓Vb，電晶體901之源極可耦接至電晶體501之汲極，且電晶體901之汲極可經由一電流源耦接至一固定電壓。輸出電壓Vo可能來自電晶體901之汲極。吾人應理解陣列可具有一些行。
於此情況下，串疊強迫像素之汲極維持於一相當穩定的電壓遍及輸入之範圍。這可導致像素經由位於陣列之基體之串疊裝置推壓幾乎所有的電流變化進入電流負載中。這減少來自Cds之負反饋，其將另外限制增益。假設電流負載具有無限的輸出電阻及存在有效地無耦合電容至FG節點，則像素之增益現在係為-(gm1rO1+1)gm2rO2，其中gm1係為於行線之基極之串疊裝置之轉導，而gm2係為像素之轉導，且rO1及rO2係為於汲極看到的小信號輸出電阻。輸出電阻之數值係由通道長度調變所決定。因為通道長度調變之效應係被最小化，所以較長的閘極長度產生較高的輸出電阻。因為此種增益如此大，所以其可藉由電流源輸出電阻(顯示為圖9之Radj)之變化被限制並設計。這可允許可程式化增益於行位準，同時維持一簡單的1電晶體像素。然後，藉由-gm2RL設定像素之增益，假設負載電阻RL係遠小於串疊組態之輸出電阻，於此RL 係為Radj之調整值。增益現在在1至100或更大之範圍之內係可配置及可程式化的。舉例而言，如果偏壓電流係大約為5uA，則像素之轉導大約是50uA/V，且關於1之增益需要20K歐姆之負載電阻。利用200K歐姆負載達成10之增益，利用2M歐姆負載達成100之增益。有很多是實施串疊裝置之效應於行線。串疊之主要目的，如圖之作為一NMOS電晶體之901所示，係為將行線保持於主要獨立於像素中之電流位準之電位。可應用一種具有高增益之差動放大器，以更精確地維持此種條件。此種方法將被稱為增益提高之串疊。
可選擇各種佈局以實現一種1T及2T電晶體。為了縮小像素之尺寸，可共用鄰近像素之源極及汲極。依此方式，單一列選擇線一次致能2列。這減少列配線：關於一既定行間距，接著立刻讀出兩行。這樣的機構係顯示於圖10A及10B中。如所示，一像素陣列1000包括在一行中之電晶體1001、1002、1003及1004。電晶體1001之源極係耦接至一列線R2，而電晶體1004之源極係耦接至一列線R0。電晶體1001及 1002可形成一鏡M1，而電晶體1003及1004可形成一鏡M2。電晶體1001及1002之汲極係耦接至一行線CA，而電晶體1003及1004之汲極係耦接至一行線CB。
於一實施例中，利用反饋之一差動放大器以控制一個維持一定電壓於行線之電晶體可提高串疊之裝置之增益。
雙電晶體像素陣列
在一像素陣列中，可將一列選擇裝置用於選擇及隔離。當一列選擇線被啟動時，列選擇裝置(一種金氧半場效電晶體)由於超過一臨限電壓之閘極電壓而形成一通道，並像開關一樣作動。當列選擇不被啟動時，裁減了通道。重要的是要注意到一列選擇裝置不會確實完全地打開或關閉。其只是接近開關。當閘極實質上低於列選擇電晶體之源極時，達到良好隔離，且在不需要從不被啟動的像素輸入的情況下可有效地讀取具有活性列選擇之像素。關於在像素陣列中之多數列，必須達到對每個列選擇裝置之一既定程度之隔離。亦即，對於列選擇裝置之需求取決於列數。
圖11顯示依據本發明之一個實施例之雙電晶體(2T)像素。如所示，2T像素1100包括一離子感測場效電晶體1101及一列選擇裝置1102。在像素1100中，離子感測場效電晶體1101之源極係耦接至一行線CB，列選擇裝置1102之汲極係耦接至一行線Ct，而離子感測場效電晶體1101之汲極係耦接至列選擇裝置1102之源極。列選擇裝置1102之閘極係耦接至一列線R。
離子感測場效電晶體1101與列選擇裝置1102兩者係顯示為NMOS，但可能又使用其他型式之電晶體。雖然2T像素可能配置為共通源極讀出模式，但2T像素1100係配置為源極隨耦器讀出模式。
圖12A至12H顯示依據本發明之實施例之更多的2T像素組態。在這些圖中，"BE"代表「具有基體效應」，亦即，因為基體端子係連接至類比式電源電壓或類比式接地電壓，所以離子感測場效電晶體係具有機體效應(取決於離子感測場效電晶體電晶體型式是否為p通道或n通道MOS)。如果基體端子係連接至電晶體之源極端子，則消除了基體效應。"PR"代表「在相反位置之PMOS裝置」，亦即，在像素電路拓樸中之p通道離子感測場效電晶體及列選擇裝置之位置已被顛倒(或轉變)。"PNR"代表「在相反位置之PMOS/NMOS裝置」，亦即，在像素電路拓樸中之p通道離子感測場效電晶體及n通道列選擇裝置之位置已被顛倒(或轉變)。
圖12A顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL兩者係為p通道MOS電晶體，其中離子感測場效電晶體之源極端子耦接至列選擇裝置之汲極端子。離子感測場效電晶體之汲極端子係連接至類比式接地電壓，而列選擇裝置之源極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。輸出電壓Vout係從列選擇裝置之源極端子讀出。
圖12B顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL兩者係為p通道MOS電晶體，其中離子感測場效電晶體之源極端子連接至基體端子以消除基體效應，且亦連接至列選擇裝置之汲極端子。離子感測場效電晶體之汲極端子係連接至類比式接地電壓，而列選擇裝置之源極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。輸出電壓Vout係從列選擇裝置之源極端子讀出。
圖12C顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL兩者係為p通道MOS電晶體，其中離子感測場效電晶體之汲極端子連接至列選擇裝置之源極端子。列選擇裝置之汲極端子係連接至類比式接地電壓，而離子感測場效電晶體之源極端子係連接至一電流源。輸出電壓Vout係從離子感測場效電晶體之源極端子讀出。
圖12D顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL兩者係為p通道MOS電晶體，其中離子感測場效電晶體之汲極端子連接至列選擇裝置之源極端子。列選擇端子之汲極係連接至類比式接地電壓，而離子感測場效電晶體之源極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。輸出電壓Vout係從離子感測場效電晶體之源極端子讀出。離子感測場效電晶體之源極端子係連接至基體端子以消除基體效應。
圖12E顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL係分別為p通道及n通道MOS電晶體，其中它們的源極端子連接在一起。離子感測場效電晶體之汲極端子係連接至類比式接地電壓，而列選擇裝置之汲極係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。輸出電壓Vout係從列選擇裝置之汲極端子讀出。
圖12F顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL係分別為p通道及n通道MOS電晶體，其中它們的源極端子連接在一起。離子感測場效電晶體之汲極端子係連接至類比式接地電壓，而列選擇裝置之汲極係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。輸出電壓Vout係從列選擇裝置之汲極端子讀出。離子感測場效電晶體之源極端子係連接至基體端子以消除基體效應。
圖12G顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL係分別為p通道及n通道MOS電晶體，其中它們的汲極端子耦接在一起。列選擇裝置之源極端子係連接至類比式接地電壓，而離子感測場效電晶體之源極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。輸出電壓Vout係從離子感測場效電晶體之源極端子讀出。
圖12H顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素。如所示，離子感測場效電晶體與列選擇裝置SEL係分別為p通道及n通道MOS電晶體，其中它們的汲極端子耦接在一起。列選擇裝置之源極端子係連接至類比式接地電壓，而離子感測場效電晶體之源極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。輸出電壓Vout係從離子感測場效電晶體之源極端子讀出。離子感測場效電晶體之源極端子係連接至基體端子以消除基體效應。
圖13A至13D顯示依據本發明之實施例之共通源極2T單元組態。在圖13A及13B中，離子感測場效電晶體與列選擇裝置兩者係為n通道MOS電晶體，而在圖13C及13D中，離子感測場效電晶體與列選擇裝置兩者係為p通道MOS電晶體。
在圖13A中，離子感測場效電晶體之源極端子係連接至類比式接地電源，而列選擇裝置之汲極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。列選擇裝置之源極端子與離子感測場效電晶體之汲極端子係連接在一起。輸出電壓Vout係從列選擇裝置之汲極端子讀出。
在圖13B中，列選擇裝置之源極端子係連接至類比式接地電源，而離子感測場效電晶體之汲極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。列選擇裝置之汲極端子與離子感測場效電晶體之源極端子係連接在一起。輸出電壓Vout係從離子感測場效電晶體之汲極端子讀出。
在圖13C中，離子感測場效電晶體之源極端子係連接至類比式電源電壓，而列選擇裝置之汲極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。列選擇裝置之源極端子與離子感測場效電晶體之汲極端子係連接在一起。輸出電壓Vout係從列選擇裝置之汲極端子讀出。
在圖13D中，列選擇裝置之源極端子係連接至類比式電源電壓，而離子感測場效電晶體之汲極端子係連接至一電流源，其提供一偏壓電流給像素。離子感測場效電晶體之源極端子與列選擇端子之汲極端子係連接在一起。輸出電壓Vout係從離子感測場效電晶體之汲極端子讀出。
圖14A顯示依據本發明之一個實施例之一種2T像素陣列。為了說明起見，雖然2T像素陣列1400可擴增至任何尺寸之2T像素之陣列，但只顯示排列成兩行之八個2T像素。每個行間距包括三條行線cb[0]、ct[0]與cb[1]。列線rs[0]、rs[1]、rs[2]與rs[3]並聯連接至所有行。一列選擇裝置1401RS與一離子感測場效電晶體1401IS可形成一個2T像素，其中1401IS之源極連接至1401RS之汲極。1401RS之源極係連接至行線cb[0]，而1401IS之汲極係連接至行線ct[0]。1401RS之閘極係連接至列線rs[0])。此種像素係鏡射於包括1402IS及1402RS之一像素中，其中1401IS及1402IS之汲極連接至行線ct[0]，而1402RS之閘極連接至列線rs[1]。包括1402IS及1402RS之像素係鏡射於包括1403IS及1403RS之一像素中，其中1402RS及1403RS之源極連接至列線cb[1]，而1403RS之閘極耦接至列線rs[2]。包括1403IS及1403RS之像素係鏡射於包括1404IS及1404RS之一像素中，其中1403IS及1404IS之汲極連接至列線ct[0]，1404RS之閘極耦接至列線rs[3]，而1404RS之源極耦接至行線cb[0]。於圖14所示之本實施例中，每一個IS裝置係為一離子感測場效電晶體，而每一個RS裝置係為一列選擇裝置。
包括由1405RS及1405IS所組成之像素、由1406RS及1406IS所組成之像素、由1407RS及1407IS所組成之像素，以及由1408RS及1408IS所組成之像素之右行，係以實質上如上所述之相同的方式耦接至行線cb[2]、ct[1]與cb[3]。
圖14B及14C顯示依據本發明之一實施例之對於2X2之2T像素陣列之佈局。2X2之2T像素陣列可能是像素陣列1400之一部分。圖14B顯示供1401RS、1401IS、1402RS及1402IS用之多晶矽閘極可能被置於一連續擴散層1410之頂端，而供1405RS、1405IS、1406RS及1406IS用之多晶矽閘極可能被置於一連續擴散層1412之頂端。於一實施例中，連續擴散層1410及1412可從像素陣列之上端延伸至像素陣列之底部。亦即，在像素陣列中，擴散層沒有不連續。
圖14C顯示可能置放供離子感測場效電晶體1401IS、1402IS、1405IS及1406IS用之微孔板的地方。微孔板可能用以盛裝可能被離子感測場效電晶體所分析之分析物溶液。如圖14C所示，於一實施例中，每個微孔板可具有六角形形狀並像蜂巢一樣被堆疊。又，於一實施例中，接觸部可能直接被置於閘極結構之頂端上。亦即，離子感測場效電晶體可具有著陸在遍及薄氧化層之多晶矽閘極上之一接觸部。
因為每個實體行之連續的擴散、共用的接觸部、鏡射的像素及一ct(行頂端)線及2 cb(行底部)線，所以像素陣列1400具有高密度。一種全域主體接觸部可能藉由使用具有P型磊晶區域之P+晶圓而實現。
像素陣列1400之設置提供高速操作。列線rs[0]及rs[1]係經由cb[0]及cb[1]而一起被選擇並讀出。由於為單一讀出致能之兩倍之像素數目及一連續陣列之寄生的負載之一半，這會導致一種4倍快的讀出，藉以允許每個行設置成兩倍快。在一實施例中，將全陣列劃分成一上半部及一下半部。由於一次讀出兩倍的像素數目(兩者皆來自上與下)及一連續陣列之寄生的負載的一半，這會導致另一個4倍快的讀出時間。因此，透過單一列選擇的連續陣列速度的總增加係為16倍。
在一實施例中，可在讀出期間同時啟動像素陣列之上及下半部兩者。這可允許在上半部與下半部之間的讀出之多工。舉例而言，一個半部可以做「洗掉」(例如，從遍及像素裝置之井趕出作用物)，而另一個半部可以執行讀出。一旦另一個半部被讀取，對於兩個半部的讀出就會被切換。
在一實施例中，一種2T像素設計可合併兩個化學感測電晶體(例如，離子感測場效電晶體)，而非一個化學感測電晶體及一個列選擇裝置，如相關於圖11-14所說明的。化學感測電晶體或離子感測場效電晶體兩者可以是NMOS或PMOS裝置，並配置在一源極隨耦器或共通源極讀出模式中。這種2T像素之可能用途可能是在第一化學感測電晶體對一特定分析物具有不同於第二化學感測電晶體之靈敏度，藉以允許作出一種局部及像素內差動測量。或者，化學感測電晶體兩者對一特定分析物可具有相同靈敏度，藉以允許作出一種局部及像素內平均測量。這些係在關於本實施例之電位用途之兩個例子之間，並基於在此所作之說明，熟習本項技藝者將認定關於合併兩個化學感測電晶體(例如，離子感測場效電晶體)之2T像素設計之其他用途。
於一實施例中，一行電路允許多條行線被交換至一取樣電路，以使源極側或汲極側之列選擇可在源極隨耦器模式或共通源極模式中執行。
電容電荷泵
一個或多個電荷泵可能用以放大來自包括一個或多個電晶體之一化學感測像素(例如上述那些)之輸出電壓。
一個或多個電荷泵可能用以放大來自包括一個或多個電晶體之一化學感測像素(例如上述那些)之輸出電壓。
圖15顯示依據本發明之一個實施例之一種具有雙倍的電壓增益之電容電荷泵。一電荷泵1500可包括φ1開關1501、1502、1503與1504、φ2開關1505與1506以及電容器1507與1508。Vref1及Vref2係被設定以獲得輸出信號之期望DC偏移，且Vref1及Vref2兩者係被選擇以避免在升壓階段期間之輸出的飽和。電荷泵之運作可由時序信號所控制，而時序信號可由一時序電路所提供。
於時間t0，斷開所有開關。
於時間t1，導通φ1開關1501、1502、1503與1504。追蹤階段可開始。可形成一離子感測像素之一輸入電壓Vin，可開始對電容器1507與1508充電。
於時間t2，斷開φ1開關1501、1502、1503與1504，且將電容器1507與1508充電至Vin-Vref1。
於時間t3，導通φ2開關1505與1506，同時維持斷開φ1開關1501、1502、1503與1504。升壓階段可開始。電容器1507可開始經由電容器1508放電。因為電容器在追蹤階段期間呈現並聯而在升壓階段期間呈現串聯，且總電容係在升壓階段期間被減半，而總電荷維持固定，所以超過總電容之電壓必須是兩倍，使得Vout幾乎是兩倍的Vin。
可使用一源極隨耦器SF以使增益電路與後級分離。
電荷泵1500可在沒有一雜訊放大器的情況下，提供兩倍增益，用以提供虛接地。
圖16顯示依據本發明之一實施例之一電荷泵。
於時間t0，斷開所有開關。
於時間t1，導通φ1開關1501、1502、1503、1504、1601與1602。追蹤階段可開始。可形成一離子感測像素之一輸入電壓Vin，可開始充電電容器1507、1508與1604。
於時間t2，斷開φ1開關1501、1502、1503、1504、1601與1602，且將電容器1507、1508與1604充電至Vin-Vref1。
於時間t3，導通φ2開關1505及1603，同時維持斷開φ1開關1501、1502、1503、1504、1601與1602。升壓階段可開始。電容器1507可開始經由電容器1508及1604放電，而電容器1508可開始經由電容器1604放電。因為電容器在追蹤階段期間呈現並聯而在升壓階段期間呈現串聯，且總電容係在升壓階段期間被除以三，而總電荷維持固定，所以超過總電容之電壓必須是三倍，使得Vout幾乎是三倍的Vin。
圖17顯示依據本發明之一實施例之一電荷泵之一實施例。圖15所示之兩個電荷泵1500係串聯連接，藉以致能增益傳遞途徑及將輸入電壓Vin放大一個4的因子。
可增加額外串聯電荷泵以更進一步增加增益。在多級電荷泵中，在級之間的電容器數值並不必須是相同大小。吾人可觀察到由電容器所消耗之總面積係以增益之平方增加。雖然在某些情況下，這個特徵係以面積使用率、功率消耗及傳輸量而言可能是不受歡迎的，但當由離子感測像素及相關的流體雜訊所產生之總雜訊係在使用一恰當的電容器尺寸的時機大於電荷泵KT/C雜訊時，可在沒有這些不利條件的情況下使用電荷泵。
圖18顯示依據本發明之一實施例之一電荷泵之一實施例。一條包括一源極隨耦器SFP及一開關φfb之回授路徑係加至電荷泵1500，藉以將輸出Vout反饋至電荷泵之輸入。
於時間t0，斷開所有開關。
於時間t1，導通一開關φsp，藉以提供一輸入電壓Vin至電荷泵1500之輸入。
從時間t2至時間t5，電荷泵1500操作以將輸出電壓Vout推至2(Vin-Vref1)，如之前參考圖15所述。
從時間t6至t7，導通開關φfb，藉以將輸出電壓2(Vin-Vref1)反饋至電荷泵1500之輸入，並結束第一周期。
在第二周期期間，電荷泵1500將輸出電壓放大了2(2(Vin-Vref1))。重複此過程，其中在每個周期期間將輸出放大。
CCD式多電晶體主動像素感測器陣列
一種離子感測MOS電極係電荷耦接至鄰近電極以促進載體之限制及隔離兩者。藉由於每個像素所產生並被電位阻絕及井所限制之離散電荷包作出離子濃度之測量。離子感測電極可作為一阻絕位準或作為一電位井。在電荷範圍中工作提供數個益處，包括但並未受限於：1)增加信號位準及經由在每個像素之內的多重電荷包之累積改善信號雜訊比；2)MOS感測與參考結構之更好的閾值匹配；3)減少閃爍雜訊；以及4)全域快照操作。
一種浮動電極係用以偵測極接近電極之離子。電極係電荷耦接至其他電極並耦接至其他電晶體，用以形成一個可被置於一陣列中以供可編址讀出用之像素。可藉由將電荷累積至另一電極中或至一浮動擴散(FD)節點之上或直接累積至行線上來獲得增益。理想上是可達成像素尺寸之縮小與信號位準的增加。為了縮小像素尺寸，可消除附屬電晶體且可使用一種具有某些活性及非活化定序之電荷儲存節點。
離子感測(IS)累積像素包括某些下述概念：
1.　電極係電荷耦接至IS電極；
2.　供電荷包用之載體來源(電子或電洞)；
3.　一參考電極作為供電荷包用之一阻絕或一井；
4.　一浮動擴散節點供電荷至電壓轉換；
5.　附屬電晶體為可編址讀出提供緩衝及隔離；及
6.　依據此應用消除某些或所有附屬電晶體之定序。
基本IS累積像素係顯示於圖19中。電荷累積可局部在讀出時發生或全域在獨立積分時間期間發生。圖19所示之實施例係為一種三個電晶體-三個電極(3T3E)像素。三個電晶體包括一重置電晶體RT、一源極隨耦器1901及一列選擇電晶體RS，而三個電極包括一電極VS、一電極VR及一離子感測電極1902。像素亦包括一傳輸閘TX。亦可能利用額外元件配置IS累積像素，以允許同時累積及讀出。這可譬如藉由在製程增加2個或更多個電極至管線而完成。在基本組態中，將電荷累積至浮動擴散節點上，浮動擴散節點係連接至重置(RT)控制閘之源極。在一滾動快門操作中，浮動擴散(FD)係被重置成CD=VDD。然後，此列被選擇並經由被列選擇(RS)所啟動之源極隨耦器讀出。接著，將電荷累積至FD節點上，FD節點使寄生的電容器放電。然後採用一第二取樣。取樣之間的差異表示離子濃度。取樣係相關聯並相當快速地即時被取走。因此，消除了讀出電路之熱雜訊並減少了1/f雜訊。為了以一種全域快門模式操作，將所有FD節點同時重置至VDD。然後，將電荷累積在每個隔離的FD節點上。在累積之後，藉由啟動RS閘極選擇每個列。於行線上之信號值係利用於源極隨耦器上之一負載讀出。接著，再重置並取樣像素。取樣之間的差異表示離子濃度。1/f雜訊係經由雙重取樣而減少。然而，因為重置數值終究互無關聯，所以並未消除熱重置雜訊。藉由在取樣之前遵循具有亞閾值重置之重置操作，可將熱雜訊之功率減少一半。一般而言，由於電荷累積，熱雜訊相較於信號是低的。在其他組態中，可得到具有全域快門之一關聯的重置機構。
基本電荷累積機構係使用表面電位圖而顯示於圖20中。因為電晶體只用來讀出，所以只顯示電極。在每個順序中，增加電位指向下，其係與習知相同，以顯示包括電子之電位井。電荷累積之四個周期係顯示於圖20A-20Q中。首先，從在IS電極之下的通道移除所有電荷，而這些通道係藉由使用一FD上之高電位而完全用盡(A)。接著，TX閘極轉變成建立侷限位障之一低電位(B)。一填滿與溢出操作係用以產生與於IS電極之離子濃度成比例的一電荷包(C-D)。在下一循環中，這個電荷包係被傳送至FD節點，其由於電子來放電。此圖顯示累積在FD節點上之電子，但電壓實際上正在減少。在多數循環之後，如圖20E-20Q所示，改善了信號雜訊比且可讀出具有增益之信號。可使用幾百至幾百萬次之循環以放大信號。
在替代實施例中，可切換電極之順序，及/或可使用IS電極作為位障而非井。可將電晶體加至此種累積線以啟動一大型像素陣列。附屬電晶體係用以增加速度。然而，吾人應注意到沒有電晶體是必需用以啟動累積線之一全像素陣列。取而代之的是，可分割一陣列，所以沒有電晶體是必須的。在一實施例中，FD節點係連接至行線。在讀出一像素之前，將行線重置至VDD。然後，一列係藉由將那個列的電荷直接累積至行線上而被選擇。在多數循環之後，行放電至與離子濃度成正比之一數值。因為行線之電容取決於列之總數，所以需要的累積量取決於列數。此陣列可被分割成複數個子陣列以使時序可計量。舉例而言，每100列可包括一局部源極隨耦器緩衝器，其係接著連接至一全域陣列。此種階層式方法一般可與所有讀出機構一起使用，以利用快速讀出完成大量之像素陣列。
由於載體之熱活性，無法在沒有雜訊的情況下產生電荷包。每個填滿及溢出操作產生與KTC成比例之電荷誤差(浮動擴散電容器中之熱雜訊)，於此之C係等於離子感測電極之面積的Cox倍。在填滿操作期間，電荷可自由地在電子之源極與侷限井之間流動。然而，在溢出操作期間，此裝置進入亞閾值模式，而載體主要只朝一個方向藉由擴散來移動，其導致一電阻式通道之熱雜訊之一半。每個電荷包之電子的總雜訊因此係為sqrt(KTC/2)/q，於此q表示一個電子之庫侖電荷(1.6 x 10e-19)。電子中之信號係等於VC/q。在n個循環之後的信號雜訊比係等於V*sqrt(2nC/KT)。請注意，信號雜訊比改善了累積之循環數之平方根。對小信號位準而言，累積量將受限於在VR參考電極與離子感測電極之間的閾值失配。因為在每個像素中存在有一參考電極且電極係電荷耦接，所以在每對電極之間的相對閾值失配是小的。假設此種差異大約為1 mV，則超過1000次累積循環應該是可行的，藉以改善信號雜訊比達30倍以上。舉例而言，如果信號係為1 mV且電極面積係為1平方微米，其中Cox=5fF/um^2，則在1000個循環之後的信號雜訊比係為50比1。因為信號位準接著到達1V，所以吾人期望沒有其他雜訊源極是相關的。為清楚起見，佔優勢的雜訊單純地係為熟知之電荷包熱雜訊。
圖21及22顯示只具有2個電晶體之IS累積像素。在讀出一列之後藉由使用一非啟動順序而消除選擇電晶體。為了達成非啟動，將FD節點放電，其減少FD節點之電位並使那列之源極隨耦器禁能。圖22之像素的表面電位圖係顯示於圖23中。
圖24顯示具有2個電晶體及4個電極之IS累積像素。這個像素產生填滿與溢出電荷包及於相同的FD節點全部讀出。第4個電極允許全域快門操作及關聯的雙重取樣。為了更快讀出，如果電荷累積足夠減少1/f雜訊貢獻，則可使用單一取樣。圖25顯示圖24之像素之基本操作之表面電位圖。
圖26顯示具有1個電晶體及3個電極之一IS累積像素。通道可被用盡並從相同節點被提供。此種像素取決於電荷耦合，而信號範圍係小於其他像素之信號範圍。
依據期望的操作模式可得到數個設計排列。CCD通道係為表面模式，並以標準互補式金氧半導體技術被建構在最好是0.13um以下。可增加額外的植入以避免表面陷阱及其他缺陷。一通道阻絕及通道可以由施體及受體雜質植入所形成。通道可以由多重植入所構成，用以產生對操作模式最佳的一電位輪廓。
圖27顯示三個電晶體(3T)主動像素感測器之一實施例。三個電晶體係為一重置電晶體2701、一源極隨耦器2702及一列選擇開關2703。重置電晶體2701具有由一重置信號RST所控制之一閘極、耦接至一像素之浮動擴散(FD)之一源極以及連接至一固定電壓之一汲極。源極隨耦器2702具有連接至重置電晶體2701之源極之其閘極，以及連接至一固定電壓之其汲極。一列選擇電晶體2703具有連接至一列線之其閘極，連接至一固定電壓之其汲極以及連接至一行之其源極。與像素交互作用之其他電極包括一傳輸閘TG、一離子選擇性電極ISE、一輸入控制閘ICG以及一輸入擴散ID。這三個元件形成電荷耦接電極，其係以相同於圖19中之VS、VR及TX的方式操作。
圖28顯示一種3T主動像素感測器之一替代實施例。在圖28之感測器與圖27所示之感測器之間的差異係為感測器2800具有一第二輸入控制閘ICG2，其允許對於靠近離子感測電極之電位阻絕之更多控制。
圖29顯示具有一種取樣及保持電路(其可以用來消除信號變化)之一種3T主動像素感測器之一實施例。如所示，列選擇電晶體2703之閘極係由一RowSelm信號所控制，而RowSelm信號係由一列選擇移位暫存器所提供。列選擇電晶體2703之源極係耦接至一電流槽ISink 2902及一行緩衝器2903。電流槽ISink 2902可能被一電壓VB1所偏壓，而可能是一放大器之行緩衝器可能被一電壓VB2所偏壓。
取樣及保持電路2901可包括一開關SH、一開關CAL、一電容器Csh及一放大器Amp。開關SH之輸入係耦接至行緩衝器2903之輸出，而其輸出係經由開關CAL、電容器Csh之上部部分與放大器Amp之輸入而耦接至一電壓VREF。放大器係被一電壓VB2所偏壓。放大器之輸出係耦接至一開關2904，其由來自一行選擇移位暫存器之一信號ColSeln所控制。在到達輸出端子Vout之前，開關2904之輸出係被一輸出緩衝器2905所緩衝。輸出緩衝器係被一電壓VB3所偏壓。
圖30顯示具有一種關聯的雙取樣電路之一種3T主動像素感測器之一實施例。在圖30之感測器與圖29之感測器之間的最顯著的差異，係為前者使用一關聯的雙取樣電路3001以測量來自行緩衝器2903之信號。在關聯的雙取樣電路3001中之一放大器之第一輸入，係經由一開關SH及一電容器Cin接收行緩衝器2903之輸出。放大器之第二輸入接收一參考電壓VREF，並被電壓VB2所偏壓。一重置開關RST及一電容器Cf係與放大器併聯耦接。
圖31顯示用於一種四個像素陣列之一種2.5T主動像素感測器之一實施例。每一個像素具有其本身的傳輸電晶體TX1、TX2、TX3及TX4及其本身的重置電晶體。每個傳輸電晶體之汲極係耦接至同一像素之重置電晶體之源極，且每個傳輸電晶體之源極係耦接至源極隨耦器之閘極。
圖32顯示供一種四個像素陣列用之一種1.75T主動像素感測器之一實施例。每一個像素具有其本身的傳輸電晶體。每個傳輸電晶體之源極係耦接至同一像素之浮動擴散，且每個傳輸電晶體之汲極係耦接至感測器之重置電晶體RST之汲極。
陣列行積分器
所說明的實施例可提供一種具有改善的信號雜訊比之化學檢測電路。化學檢測電路可包含一電流源、一化學檢測像素、一放大器及一電容器。化學檢測像素可包含一個可具有第一與第二端子之化學感測電晶體，以及一個連接於電流源及化學感測電晶體之間的列選擇開關。放大器可具有一第一輸入及一第二輸入，其中第一輸入經由一開關連接至化學感測電晶體之一輸出，而第二輸入連接至一抵銷電壓。電容器可連接於放大器之一輸出與放大器之第一輸入之間。電容器與放大器可形成一積分器且可被一行之化學檢測像素所共用。
某些實施例亦可提供一種具有改善的信號雜訊比之化學檢測電路。化學檢測電路可包含複數行之化學檢測像素。每行之化學檢測像素可包含一電流源、複數個化學檢測像素、一放大器及一電容器。每個化學檢測像素可包含一個可具有第一與第二端子之化學感測電晶體，以及一個連接於電流源及化學感測電晶體之間之列選擇開關。放大器可具有一第一輸入及一第二輸入，其中第一輸入經由一開關連接至每個化學感測電晶體之一輸出，而第二輸入連接至一抵銷電壓。電容器可連接於放大器之一輸出與放大器之第一輸入之間。電容器及放大器可形成一積分器，其係被一行之化學檢測像素所共用。
其他實施例可提供一種從化學檢測電路產生一輸出信號之方法。此方法可包含：從一行之化學檢測像素選擇一化學檢測像素以供讀出；將來自化學檢測像素之一讀出電流積分至一積分器；以及讀出積分器之一輸出電壓。
圖33顯示依據本發明之一實施例之一化學檢測電路3300之方塊圖。化學檢測電路3300可包含複數個化學檢測像素3302.1-3302.N、一電流源3308、一放大器3310、一抵銷電壓Vsd 3314、一電容器Cint 3312以及三個開關3316、3318與3320。每個化學檢測像素(例如，3302.1，...，或3302.N)可包含一化學感測電晶體(例如，分別為3304.1，...，或3304.N)以及一列選擇開關(例如，分別為3306.1，...，或3306.N)。放大器3310可具有一個耦接至電流源3308之一輸出之第一輸入端子，以及一個耦接至抵銷電壓Vsd 3314之第二輸入端子。電容器Cint 3312可具有一個耦接至放大器3310之第一輸入端子之第一側，以及一個經由開關3318耦接至放大器3310之一輸出端子之第二側。開關3316可耦接在電容器Cint 3312之第一側與放大器3310之輸出端子之間。開關3320可耦接在電容器Cint 3312之第二側與接地端之間。於一實施例中，複數個化學檢測像素3302.1至3302.N可形成一行之化學檢測像素。電容器Cint 3312可被設計成一種供放大器3310用之負迴授環路，從而，電容器Cint 3312與放大器3310可形成一積分器以供此行之化學檢測像素用。於一實施例中，積分器可被此行之所有化學檢測像素所共用且可被稱為一行積分器。
每個化學感測電晶體可具有一閘極端子，其可由一保護層所覆蓋。閘極端子可具有一浮動閘極構造(例如，圖2中之浮動閘極G)，其介設於一閘極氧化物及一保護層之間。在操作期間，保護層可暴露至待被分析之分析物溶液。每個化學感測電晶體3304.1~3304.N可更具有一個連接至各個列選擇開關3306.1~3306.N之第一側之第一端子，以及一個連接至接地端之第二端子。舉例而言，如圖33所示，電晶體3304.1可以是一PMOS，其具有一個連接至列選擇開關3306.1之一第一側之第一端子(例如，源極)，以及一個連接至接地端之第二側(例如，汲極)。每個化學檢測像素之每個列選擇開關(例如，3306.1，...，或3306.N)可具有一個連接至電流源3308之第二側。每個列選擇開關之第二側亦可耦接至放大器3310之第一輸入。
於一實施例中，化學檢測電路3300可被設計成能使每一個化學感測電晶體(例如，3304.1，...，或3304.N)可在一電流模下工作。亦即，每一個化學感測電晶體可作為一轉導放大器來工作。被化學感測電晶體所測量之分析物之離子濃度，可藉由一電流輸出而受到檢測。於一實施例中，每個化學感測電晶體3304.1至3304.N可以是一種離子敏感場效電晶體(ISFET)，且每個列選擇開關3306.1至3306.N亦可以是一種電晶體。
在操作期間，當選擇了一個化學檢測像素時，可以導通相對應的列選擇開關。舉例而言，如圖33所示，可以選擇化學檢測像素3302.1，從而可以導通列選擇開關3306.1。電流源3308可提供一DC偏壓電流Idc 給選擇的化學感測電晶體3304.1。由化學感測電晶體3304.1之閘極電壓改變所產生的信號電流Isig 可被積分至電容器Cint 3312上，而放大器3310之一輸出信號可被讀出以作為Vout 。至放大器3310之第二輸入之抵銷電壓Vsd 3314可提供源極汲極電壓Vsd 給化學感測電晶體以供操作用。
每個測量操作可包含兩個階段(phases)。操作之第一階段可以是一種積分階段，而操作之第二階段可以是一種用以清除電荷之清除階段。在操作之第一階段期間，開關3318可以導通，而開關3316與3320可能維持斷開。在讀出輸出信號Vout 之後，操作可進入第二階段，在第二階段期間，開關3316與3320可導通，而開關3318可維持斷開以清除累積在電容器Cint 3312上之電荷。於一實施例中，可藉由在第二階段期間關閉開關3320而實施一種關聯雙重取樣(CDS)機構。這可允許放大器3310之固有的抵銷電壓被儲存在電容器Cint 3312上。
於一實施例中，電流源3308可以是一種裝設至每個行之可程式化電流源，用以提供一種可能是相當大的DC偏壓電流Idc 。於此組態中，偏壓電流Idc 將不會積分至電容器Cint 3312上，從而可避免積分器過早飽和。放大程度可從Cint 值與積分之期間導出。
又，於一實施例中，可藉由一ADC而將輸出信號Vout 轉換成為一數位信號。舉例而言，可藉由使用一種單斜率積分式ADC而將充電信號電流Isig數位化，以使一計數器可增加(計算數目)，直到積分器輸出電壓跨越過如由一比較器所定義之某些閾值為止。當使用單斜率積分式ADC時，可執行校準以決定電容器Cint 3312之一絕對值。或者，可能使用一種「雙斜率積分式ADC」，其使用一固定積分期間伴隨著一可變放電期間。在其他實施例中，可藉由其他已知的類比數位轉換技術而將輸出信號Vout 轉換成為一數位信號。
於一實施例中，化學感測電晶體之電流響應之積分可提供一種比一化學感測電晶體之瞬間電壓輸出之測量更好的信號雜訊比(SNR)。
在一個或多個實施例中，可能難以藉由使用電流源3308完全刪除化學感測電晶體之DC電流。因此，於一實施例中，電容器之尺寸可能受限於某個尺寸。在另一實施例中，積分時間之期間可能受限於譬如1μs。如果積分時間受限制，則可使用具有一種慢得多的放電階段之雙斜率ADC，以將輸出電壓Vout 轉換成一數位輸出。
圖34顯示依據本發明之一實施例之另一化學檢測電路3400之方塊圖。化學檢測電路3400可包含複數個化學檢測像素3402.1-3402.N、一電流源3408、一放大器3410、一電阻3424、一抵銷電壓Vset 3414、一電容器Cint 3412以及三個開關3416、3418與3420。每個化學檢測像素(例如，3402.1，...，或3402.N)可包含一化學感測電晶體(例如，分別為3404.1，...，或3404.N)、一列選擇開關(例如，分別為3406.1，...，或3406.N)以及一輸出開關(例如，3422.1，...，3422.N)。放大器3410可具有耦接至化學檢測像素之輸出開關之一第一輸入端子，俾能在選擇一化學檢測像素時，使其輸出開關可以導通以產生一輸出信號供放大器3410之第一輸入端子用。放大器3410亦可具有一個耦接至抵銷電壓Vset 3414之第二輸入端子。電容器Cint 3412可具有一個耦接至放大器3410之第一輸入端子之第一側，以及一個經由開關3418耦接至放大器3410之一輸出端子之第二側。開關3416可耦接在電容器Cint 3412之第一側與放大器3410之輸出端子之間。開關3420可耦接在電容器Cint 3412之第二側與接地端之間。於一實施例中，複數個化學檢測像素3402.1至3402.N可形成一行之化學檢測像素。電容器Cint 3412可能被設計成為供放大器3410用之一負回授環路，從而使電容器Cint 3412與放大器3410可形成一積分器以供此行之化學檢測像素用。積分器可被此行之所有化學檢測像素所共用且可被稱為一行積分器。
每個化學感測電晶體3404.1~3404.N可具有一種類似於化學感測電晶體3302.1~3302.N之閘極構造。每個化學感測電晶體3404.1~3404.N可更具有一第一端子，其連接至各個列選擇開關3406.1~3406.N之一第一側以及各個輸出開關3422.1~3422.N之一第一側。每個化學感測電晶體3404.1~3404.N亦可具有一個連接至接地端之第二端子。舉例而言，如圖34所示，電晶體3404.1可能是PMOS，其具有連接至列選擇開關3406.1之一第一側與輸出開關3422.1之一第一側之一第一端子(例如，源極)。又，電晶體3404.1亦可具有一個連接至接地端之第二側(例如，汲極)。每個化學檢測像素3402.1~3402.N之每個列選擇開關(例如，3406.1，...，或3406.N)可具有一個連接至電流源3408之第二側。每個輸出開關3422.1~3422.N之第二側亦可經由電阻3424耦接至放大器3410之第一輸入。
於一實施例中，化學檢測電路3400可被設計成能使每一個化學感測電晶體(例如，3404.1，...，或3404.N)可在一電壓模式下工作。亦即，在操作期間，每一個化學感測電晶體可作為一電壓放大器來工作。可藉由位於輸出之一電壓位準來檢測被化學感測電晶體所測量之分析物之離子濃度。當選擇了一個化學檢測像素時，可導通相對應的列選擇及輸出開關。抵銷電壓Vset 可設定成一個在放大器3410之虛接地端(例如，第一端子或負端子)與選擇的化學感測電晶體之輸出之間的適當電壓。舉例而言，如圖34所示，可選擇化學檢測像素3402.1，從而可導通列選擇開關3406.1與輸出開關3422.1。電流源3408可提供一電流Iss 給選擇的化學感測電晶體3404.1。電阻3424可用以將一個位於選擇的化學感測電晶體之輸出電壓轉換至一個待被整合至電容器Cint 3412上之充電電流Iis 。放大器3410之一輸出信號可被讀出以作為Vout 。
類似於化學檢測電路3300之操作，化學檢測電路3400之操作可具有一積分階段以及一個用以清除電荷之清除階段。在積分階段期間，開關3420可導通，而開關3416與3420可維持斷開。在讀出輸出信號Vout 之後，操作可進入第二階段，在第二階段期間，開關3416與3420可導通，而開關3418可維持斷開以清除累積在電容器Cint 3412上之電荷。
於一實施例中，每個化學感測電晶體3404.1至3404.N可以是一種離子敏感場效電晶體(ISFET)，而每個列選擇開關3406.1至3406.N可以是一種電晶體。每個輸出開關3422.1至3422.N亦可以是一種電晶體。
又，類似於化學檢測電路3300，化學檢測電路3400之輸出信號Vout 可藉由一ADC而轉換成為一數位信號。舉例而言，充電電流Iis 可以藉由使用一單斜率積分式ADC或一雙斜率積分式ADC而數位化。在其他實施例中，化學檢測電路3400之輸出信號Vout 可以藉由其他已知的類比數位轉換技術而轉換成為一數位信號。
此外，於一實施例中，電阻3424之電阻可支配串聯列選擇開關(例如，3406.1至3406.N)之電阻，用以限制待積分至電容器Cint 3412上之電流。
圖35顯示依據本發明之又另一實施例之又另一種化學檢測電路3500之方塊圖。化學檢測電路3500可具有一個置換化學檢測電路3400之電阻3424之傳遞電晶體(pass transistor)3524。除電晶體3524之外，化學檢測電路3500之其他部分可與化學檢測電路3400相同。傳遞電晶體3524可具有一個被限制至某些製程、電壓及溫度(PVT)獨立之偏壓電路之閘極電壓Vbias 。此種傳遞電晶體3524之導通電阻可被設計以支配像素中之串聯列選擇開關之電阻。
圖36顯示依據本發明之一實施例之用於產生一化學檢測電路之一輸出之一過程3600。過程3600可藉由如上關聯於圖33-35所述之化學檢測電路3300、3400與3500而執行。過程3600可於步驟3602開始，於此步驟3602，可選擇一化學檢測像素以供讀出。如圖33所示，舉例而言，當選擇化學檢測像素3302.1時，可導通列選擇開關3306.1。或者，如圖34及35所示，舉例而言，當選擇化學檢測像素3402.1時，可導通列選擇開關3406.1與輸出開關3422.1。
接著，過程3600可繼續至步驟3604。於步驟3604，過程3600可將來自化學檢測像素之一讀出電流積分至一積分器。如上所述，讀出電流可由位於選擇的化學檢測像素之一閘極端子之一電壓改變所導致。於一實施例中，如圖33所示，化學檢測像素可在一電流模式下工作，選擇的化學檢測像素可提供一讀出電流以對積分器之一電容器充電。在另一實施例中，如圖34及35所示，化學檢測像素可在一電壓模式下工作，而來自化學檢測像素之一輸出電壓可藉由一電阻或一傳遞電晶體而轉換成電流，用以對積分器之電容器充電。
然後，於步驟3506，過程3600可讀出積分器之一輸出電壓。如上所述，積分器之輸出電壓(位於放大器3310之輸出或放大器3410之輸出之Vout )可具有一比瞬間電壓測量更好的信號雜訊比(SNR)，以供被化學檢測像素所分析之分析物之離子濃度之檢測用。
雖然在上述說明中，可以將化學感測電晶體說明為PMOS裝置，但在一實施例中，它們亦可被實施為NMOS裝置。又，在一實施例中，可利用PMOS或NMOS電晶體來實施開關(例如，列選擇開關、輸出開關、電荷清除開關)。
陣列組態及讀出機構
所說明的實施例可提供一種化學檢測電路，其可包含複數個位於一第一側之第一輸出電路，以及複數個位於化學檢測電路之一第二與反側之第二輸出電路。化學檢測電路可更包含複數個像素之圖塊，每個像素之圖塊被置於各對之第一與第二輸出電路之間。每個圖塊陣列可包含四個象限之像素。每個象限可具有複數行，其具有標示成與第二行交插之第一行。每個第一行可以連接至第一與第二象限中之各個第一輸出電路，並連接至第三及第四象限中之各個第二輸出電路。每個第二行可以連接至第一與第二象限中之各個第二輸出電路，並連接至第三及第四象限中之各個第一輸出電路。
某些實施例亦可提供一種化學檢測系統，其可包含一個具有至少一中央處理單元之主機板、一個耦接至主機板之輸出裝置，以及一個連接至主機板之化學檢測讀取器板。化學檢測讀取器板可具有一化學檢測電路，其可包含複數個位於一第一側之第一輸出電路以及複數個位於化學檢測電路之一第二及反側之第二輸出電路。化學檢測電路可更包含複數個像素之圖塊，每個像素之圖塊被置於各對之第一與第二輸出電路之間。每個圖塊陣列可包含四個象限之像素。每個象限可具有複數行，其具有標示成與第二行交插之第一行。每個第一行可以連接至第一與第二象限中之各個第一輸出電路，並連接至第三及第四象限中之各個第二輸出電路。每個第二行可以連接至第一與第二象限中之各個第二輸出電路，並連接至第三及第四象限中之各個第一輸出電路。
其他實施例可提供一種從一種化學檢測電路讀出資料之方法。此方法可包含：選擇一第一象限之一圖塊以讀出資料；選擇一個群組之第一行以及一個群組之第二行；從位於化學檢測電路之一第一側之一第一組輸出接腳讀出此群組之第一行之資料；從位於化學檢測電路之一第二側之一第二組輸出接腳讀出此群組之第二行之資料；以及重複關於下一個群組之第一行與第二行之選擇及資料讀出，直到讀出第一象限之所有餘留行為止。
圖37顯示依據本發明之一實施例之一種化學檢測電路3700之方塊圖。化學檢測電路3700可包含複數個像素之圖塊3702.1-3702.N與3704.1-3704.N、輸出電路3706及3708、控制邏輯及數位介面3710以及偏壓電路及診斷輸出邏輯3712。每個圖塊3702.1-3702.N與3704.1-3704.N可包含形成於行中之像素，其中每個行包含多數列。舉例而言，每個圖塊可包含6848行x 11136列之像素。圖塊3702.1-3702.N可形成一切片(例如，一上切片)，而圖塊3704.1-3704.N可形成另一個切片(例如，一下切片)。複數個圖塊3702.1-3702.N與3704.1-3704.N可形成一密集的像素陣列。輸出電路3706及3708可以被置於圖塊之兩個反側(例如，上與下)。輸出電路3706及3708、控制邏輯及數位介面3710以及偏壓電路與診斷輸出邏輯3712每個可包含複數個接腳以供化學檢測電路3700之輸入及輸出資料用。於一實施例中，化學檢測電路3700可形成於一積體電路晶片上。又，於一實施例中，輸出電路3706及3708可包含類比數位轉換器(ADC)以產生數位輸出。此外，於一實施例中，兩個切片可能獨立被操作並暴露至不同的分析物。舉例而言，當從上圖塊讀出資料時，可從流體中沖出下圖塊以供另一回合之測試。這可與一雙通道流體單元(例如，安裝於化學檢測電路3700之頂端上)相關聯被使用，其兩個不同的流體通道可同時執行不同的任務。
每個圖塊3702.1-3702.N與3704.1-3704.N之像素可以分為四個象限，且於每個像素所產生之資料可能從上或下被讀出。在一對圖塊之內的像素之示範組態係顯示於圖38A中。
圖38A顯示依據本發明之一實施例之化學檢測電路3700(屬於圖37)之元件之方塊圖3800。如圖38A所示，圖塊3702.1可包含四個象限：左上(TL)象限3802、右上(TR)象限3804、左下(BL)象限3806、右下(BR)象限3808；以及四個列選擇暫存器：左上列選擇暫存器3828、右上列選擇暫存器3836、左下列選擇暫存器3830、右下列選擇暫存器3838。圖塊3704.1可包含四個象限：左上象限3816、右上象限3818、左下象限3812、右下象限3814；以及四個列選擇暫存器，每個供各個象限用：左上列選擇暫存器3832、右上列選擇暫存器3844、左下列選擇暫存器3834、右下列選擇暫存器3846。圖塊3702.1與3704.1可共用一電流源及攪和區塊3810。電流源及攪和區塊3810可以介設於這對圖塊之間。又，圖塊3702.1與3704.1可共用上與下輸出電路，包含通道電路3820與3822、行多工器3848與3850、輸出多工器3824與3826，以及輸出緩衝器3840與3842。通道電路3820與3822可包含多個取樣及保持(S/H)電路。於一實施例中，每個象限之圖塊可包含複數行，每行可包含複數列。舉例而言，一象限可具有1712行，每行可包含2784列之像素。於一實施例中，每個圖塊可包含多個參考像素。舉例而言，可以將位於每個圖塊之外周邊之一預定數目(例如，4)之行及或列的像素指定為參考像素。參考像素可用以產生表示背景之信號且並未暴露至分析物。
當依據象限之各個列選擇暫存器選擇一列之像素時，每個行可產生一輸出信號。於一實施例中，一個象限之每個行可被指定為一第一或第二行(例如，一奇數行或偶數行)，而輸出信號可以從上或下輸出電路被讀取。這些行可被聚集成群以供平行讀出操作用。亦即，此群組之第一行或此群組之第二行(n行，n係為大於1之整數)可以同時一起被平行讀出。舉例而言，如果n等於8，則奇數行群組可以是行[1：8]、[17：24]、[33：40]等，而偶數行群組可以是[9：16]、[25：32]、[41：48]等。行群組可能依據它們所在的象限而連接。對一左上象限(例如，3802、3812)而言，奇數行群組可以連接至位於一第一側之輸出電路(例如，包含通道電路3820、行多工器3848、輸出多工器3824及輸出緩衝器3840之上輸出電路)，而偶數行群組可以連接至位於一第二側之輸出電路(例如，包含通道電路3822、行多工器3850、輸出多工器3826及輸出緩衝器3842之下輸出電路)。對一右上象限(例如，3804、3814)而言，奇數行群組可以連接至位於第一側之輸出電路，而偶數行群組可以連接至位於第二側之輸出電路。對一左下象限(例如，3806、3816)而言，奇數行群組可以連接至位於第二側之輸出電路，而偶數行群組可以連接至位於第一側之輸出電路。對一右下象限(例如，3808、3818)而言，奇數行群組可以連接至位於第二側之輸出電路，而偶數行群組可以連接至位於第一側之輸出電路。
於一實施例中，此群組之第一行與此群組之第二行可形成一條待同時從輸出電路之第一或第二側一起被言賣出之資料通道。每個資料通道可包含一個群組之第一行與一個群組之第二行，其位於在輸出電路之一第一側與輸出電路之一第二側之間的每個象限(例如，n個第一行與n個第二行形成TL 3802、BL 3806、BL 3816、TL 3812之每一個)。
讀出操作可使用列選擇移位暫存器(例如，一垂直移位暫存器)來選擇列，並使用行移位暫存器(例如，一水平移位暫存器)來選擇行。當操作開始時，在電流源及攪和區塊3810內部之開關可以被致能以提供驅動電流給信號線，一未使用的流體單元之任何像素選擇線可能會被禁能，所有行與列移位暫存器可以被重置。接著，垂直移位暫存器可藉由每次遞增1開始計數，而水平移位暫存器可藉由每次遞增16開始計數。自從重置以後，畫面的資料可以以選擇列1之TL、TR、BL及BR之垂直移位暫存器開始。於一實施例中，字「攪和」可表示以下組態：通過上電路中之一行之一金屬線可能以其通過在下電路中之一不同行之這樣的方式被安排在上與下電路之間的空間，如顯示於以下之圖40。
讀出操作可以以一TL象限(例如，TL象限3802)開始。在TL 3802中之第一群組之奇數行(例如，n個第一行[1：8])與在TL 3802中之第一群組之偶數行(例如，n個第二行[9：16])，可藉由水平移位暫存器而被選擇。在TL 3802之列1中的選擇的奇數行像素，可經由通道電路3820、行多工器3848、輸出多工器3824而被安排路徑至上輸出，然後，它們可能經由上輸出緩衝器3840讀出。同時，在TL之列1中的選擇的偶數行像素，可經由通道電路3822、行多工器3850、輸出多工器3826而被安排路徑至下輸出，然後它們可經由下輸出緩衝器3842讀出。
在上述讀出時間期間，在TL 3802之列1中的下一個群組之奇數像素(例如，行[17：24])，可以經由通道電路3820連接至上行多工器3848及輸出多工器3824。同樣地，在TL 3802之列1中的下一個群組之偶數像素(例如，行[25：32])，可以經由通道電路3822連接至下行多工器3850及輸出多工器3826。接著，上與下輸出多工器3824與3826可切換它們各自的多工器，然後在TL 3802之列1中的下一個群組之奇數像素可經由上輸出讀出，而在TL 3802之列1中的下一個群組之偶數像素可經由下輸出讀出。這可繼續進行，直到已讀出來自TL 3802之列1之所有像素為止。於列1之讀出結束時，TL 3802之垂直移位暫存器可移位至下一列，且可開始安置輸出。
在完成TL象限3802之列1之後，讀出操作可繼續至TR象限3804。在TR象限3804中之一第一群組之奇數行(例如，行[1：8])與在TR象限3804中之一第一群組之偶數行(例如，行[9：16])可藉由水平移位暫存器而被選擇。接著，在TR象限3804之列1中的選擇的第一群組之奇數行像素，可經由通道電路3820、行多工器3848、輸出多工器3824而被安排路徑至上輸出，然後，它們可能經由上輸出緩衝器3840讀出。同時，在TR 3804之列1中的選擇的第一群組之偶數行像素[9：16]，可經由通道電路3822、行多工器3850、輸出多工器3826被安排路徑至下輸出，然後，它們可經由下輸出緩衝器3842讀出。
在上述讀出時間期間，在TR 3804之列1中的下一個群組之奇數像素(例如，行[17：24])可經由通道電路3820連接至上行多工器3848及輸出多工器3824。同樣地，在TR 3804之列1中的下一個群組之偶數像素(例如，行[25：32])可經由通道電路3822連接至下行多工器3850及輸出多工器3826。接著，上與下輸出多工器3824與3826可切換它們各自的多工器，然後，在TR 3804之列1中的下一個群組之奇數像素可經由上輸出讀出，而在TR 3804之列1中的下一個群組之偶數像素可經由下輸出讀出。這可繼續進行，直到已讀出來自TL 3804之列1之所有像素為止。於列1之讀出結束時，TL 3804之垂直移位暫存器可移位至下一列，且可開始安置輸出。
在完成TL象限3804之列1之後，讀出操作可繼續至BL象限3806。在BL象限3806中之一第一群組之奇數行(例如，行[1：8])與在BL象限3806中之一第一群組之偶數行(例如，行[9：16])，可藉由水平移位暫存器而被選擇。接著，在BL象限3806之列1中的選擇的第一群組之奇數行像素，可經由通道電路3822、行多工器3850、輸出多工器3826而被安排路徑至下輸出，然後，它們可經由下輸出緩衝器3842讀出。同時，在BL 3806之列1中的選擇的第一群組之偶數行像素[9：16]可能經由通道電路3820、行多工器3848、輸出多工器3824而被安排路徑至上輸出，然後，它們可能經由上輸出緩衝器3840讀出。
在上述讀出時間期間，在BL 3806之列1中的下一個群組之奇數像素(例如，行[17：24])，可經由通道電路3822連接至下行多工器3850及輸出多工器3826。同樣地，在BL 3806之列1中的下一個群組之偶數像素(例如，行[25：32])，可經由通道電路3820連接至上行多工器3848及輸出多工器3824。接著，上與下輸出多工器3824與3826可切換它們各自的多工器，然後，在BL 3806之列1中的下一個群組之奇數像素可經由下輸出讀出，而在BL 3806之列1中的下一個群組之偶數像素可經由上輸出讀出。這可繼續進行，直到已讀出來自BL 3806之列1之所有像素為止。於列1之讀出結束時，BL 3806之垂直移位暫存器可移位至下一列，且可開始安置輸出。
在完成BL象限3806之列1之後，讀出操作可繼續至BR象限3808。在BR象限3808中之一第一群組之奇數行(例如，行[1：8])與在BR象限3808中之一第一群組之偶數行(例如，行[9：16])，可藉由水平移位暫存器而被選擇。接著，在BR象限3808之列1中的選擇的第一群組之奇數行像素可經由通道電路3822、行多工器3850、輸出多工器3826而被安排路徑至下輸出，然後，它們可經由下輸出緩衝器3842讀出。同時，在BR象限3808之列1中的選擇的第一群組之偶數行像素[9：16]可經由通道電路3820、行多工器3848、輸出多工器3824而被安排路徑至上輸出，然後，它們可能經由上輸出緩衝器3840讀出。
在上述讀出時間期間，在BR象限3808之列1中的下一個群組之奇數像素(例如，行[17：24])，可經由通道電路3822連接至下行多工器3850及輸出多工器3826。同樣地，在BR象限3808之列1中的下一個群組之偶數像素(例如，行[25：32])可經由通道電路3820連接至上行多工器3848及輸出多工器3824。接著，上與下輸出多工器3824與3826可切換它們各自的多工器，然後，在BR象限3808之列1中的下一個群組之奇數像素可經由下輸出讀出，而在BR象限3808之列1中的下一個群組之偶數像素可經由上輸出讀出。這可繼續進行，直到已讀出來自BR象限3808之列1之所有像素為止。於列1之讀出結束時，BR象限3808之垂直移位暫存器可移位至下一列，且可開始安置輸出。
在讀出所有四個象限之列1之後，操作可回復至TL，且可能重複此模式，直到讀出TL、TR、BL及BR之所有列以完成一圖塊之一個畫面(例如，3702.1)為止。然後，可能在下一個圖塊(例如，3702.2)執行此操作。此種機構可允許一象限中之列n安置持續之時間，其係為從所有四個象限讀出列n所花的時間。
於一實施例中，可執行讀出操作，用以一次完成一個象限。亦即，在已完成一象限之一列之後，繼續行進至相同象限之下一列；且只有在完成相同象限之所有列之後繼續至下一個象限。
於一實施例中，位於上切片之圖塊(例如，3702.1~3702.N)可同時操作，且位於下切片之圖塊可與上切片之對應的圖塊交互操作(例如，3702.1與3704.1將交互操作)。
圖38B顯示依據本發明之一實施例之一圖塊之在不同象限中的移位方向。如圖38B所示，於一實施例中，讀出操作可從一圖塊之中心開始並向外移動(例如，增加行與列選擇暫存器)。
圖39顯示依據本發明之一實施例之化學檢測電路3700之一資料通道3900之一部分之方塊圖。資料通道3900可包含TL象限3802之n個第一行3902與n個第二行3904，以及BL象限3806之n個第一行3908與n個第二行3906。圖39只顯示在上切片中之資料通道3900(例如，圖塊3702.1之TL象限3802與BL象限3806)。雖然未顯示，但是資料通道3900可更包含在圖塊3704.1之TL象限3812與BL象限3816之每一個中的n個第一行與n個第二行。如圖39所示，資料通道3900可具有兩個2n信號線，其具有連接至位於右側之輸出通道電路3820之上2n信號線。雖然未顯示，但是下2n信號線可連接至左側之輸出通道電路3822。n個第一行3902與n個第二行3906之像素每個可連接至各自的上2n信號線。n個第二行3904與n個第一行3908之像素每個可連接至各自的下2n信號線。位於2n信號線之左側之電流源及攪和區塊3810可提供2n電流源，每個2n電流源可驅動各自的信號線。又，2n信號線可能在電流源及攪和區塊3810中被攪和(攪和之一個例示實施例之細節將關聯於圖40說明於後)。
在操作期間，來自上2n信號線之資料可從通道電路3820、行多工器3848、輸出多工器3824及輸出緩衝器3840被讀出，而下2n信號線可從位於左側之對應的電路被讀出。
圖40顯示依據本發明之一實施例之化學檢測電路3700(屬於圖37)之信號線之一種攪和組態。在化學檢測電路3700之一個實施例中，可以有兩條貫穿每行之輸出線，俾能使一行之像素可以連接至位於化學檢測電路3700之上端之行電路(例如，IC晶片)或連接至位於化學檢測電路3700之下端之行電路。行輸出線可運行持續晶粒之全高度且可能很長，因此可能易受串擾影響。為了減少串擾，可以在化學檢測電路3700之中間(例如，在圖38A之電流源及攪和區塊3810)攪和行輸出線。如圖40所示，四個行可具有8條導線(例如，每行可包含兩條導線)。每條導線可以連接至上行電路4002或下行電路4004。舉例而言，導線A、D、E及H可以連接至上行電路4002，而導線B、C、F及G可以連接至下行電路4004。8條導線之順序可以在中間被攪和。舉例而言，導線A之上半部可貫穿行1之像素，而導線A之下半部可貫穿行2之像素；導線B之上半部可貫穿行1之像素，而導線B之下半部可貫穿行3之像素；導線C之上半部可貫穿行2之像素，而導線C之下半部可貫穿行1之像素；導線D之上半部可貫穿行2之像素，而導線D之下半部可貫穿行4之像素；導線E之上半部可貫穿行3之像素，而導線E之下半部可貫穿行1之像素；導線F之上半部可貫穿行3之像素，而導線F之下半部可貫穿行4之像素；導線G之上半部可貫穿行4之像素，而導線G之下半部可貫穿行2之像素；導線H之上半部可貫穿行4之像素，而導線H之下半部可貫穿行3之像素。於一實施例中，可以為每四行重複依據圖40所示之圖案的攪和。因此，可減少串擾高達50%。
圖41顯示依據本發明之一實施例之用以從一化學檢測電路輸出資料之一過程4100。過程4100可能藉由化學檢測電路3700而執行。過程4100可於步驟4102開始，於步驟4102，可以選擇一圖塊之一第一象限以讀出資料。如上關聯於圖38A所述，舉例而言，可藉由於左上象限3802開始而為一圖塊(例如，3702.1)執行一讀出操作。接著，過程4100可繼續至步驟4104。於步驟4104，過程4100可選擇一個群組之第一行與一個群組之第二行。如上所述，讀出操作可以在第一行與此群組之第二行(例如，奇數行[1：8]及偶數行[9：16])中被執行。然後，於步驟4106，過程4100可從一第一組輸出接腳(例如，上輸出緩衝器3840)讀出關於此群組之第一行之資料，並從一第二組輸出接腳(例如，下輸出緩衝器3842)讀出關於此群組之第二行之資料。
接著，過程4100可繼續至步驟4108。於步驟4108，過程4100可重複關於下一個群組之第一行與下一個群組之第二行之選擇及資料讀出，直到讀出所有第一象限之餘留行為止。舉例而言，化學檢測電路3700可重複關於第一象限(例如，TL象限3802)之所有餘留行之奇數行群組[17：24]、[33：40]等以及偶數行群組[25：32]、[41：48]等之讀出操作。
圖42顯示依據本發明之一實施例之供化學檢測用之一種系統結構4200。系統結構4200可包含一主機板4202、一輸出裝置4208、一讀取器板4210及一閥板4212。主機板4202可包含多個CPU 4204及儲存器4206(例如，一雙數據速率(DDR)記憶體裝置)。CPU 4204之規模可從2個核心至6個核心。記憶體DDR 4206可以是1GB至96 GB DDR3(雙倍資料傳輸率型式3)。主機板4202亦可支援基板RAID(6個SATA埠)及圖形處理器基板(GPU)。輸出裝置4208可以是一種具有高亮度之彩色顯示器(例如，一種XGA多點觸碰輸入獨立及顯示獨立8導線類比電阻式顯示器)。讀取器板4210可包含一感測器4218(例如，化學檢測電路3700)與其他周邊電路(分別關於類比式及數位化學感測器之圖43及44所示之細節)。閥板4212可包含一FPGA 4214與多個閥控制4216。在操作期間，FPGA 4214可載入有控制邏輯以控制閥板之操作。閥控制4216可包含複數個閥(例如，30個閥)，其控制包含待被感測器4218分析之分析物之流體之流動。閥板4212可更包含多個熱敏電阻輸入、多個壓力感測器輸入，且可更包含多個加熱器/冷卻器控制(未顯示)，其可控制感測器4218之加熱器/冷卻器與分析物(例如，用以在樣品之測試期間幫助控制反應)。於一實施例中，主機板4202與讀取器板4210可以依據PCI express(PCIe)標準連接，讀取器板4210與閥板4212可以透過LVDS(低電壓差動發訊)而藉由串聯鏈結連接。
圖43顯示依據本發明之一實施例之一種供一化學檢測電路用之類比讀取器板4300。類比讀取器板4300可包含一類比化學感測器4302、一時鐘4304、一電源供應部4306，一種供LVDS用之串聯連結4308、一讀取器FPGA 4310、一記憶體4312、多個ADC 4314、一PCIe開關4316、一PCIe連接器4318、兩個衛星FPGA方塊4320及4322以及一參考電壓及DAC區塊4324。類比化學感測器4302可以是一種化學檢測電路3700之IC晶片實施例。從類比化學感測器4302讀出之類比資料可以被可使用參考電壓及DAC 4324之ADC 4314數位化。數位資料可以送出至衛星FPGA 4320或4322，其可執行安置修正，然後送出至讀取器FPGA 4310。讀取器FPGA 4310可緩衝記憶體4312中之資料，記憶體4312可包含複數個DDR記憶體區。讀取器FPGA 4310可亦執行幀(frame)平均運算(例如，在多重幀之間平均一像素之資料數值；這是可能的，因為類比化學感測器可以以高於所需要的(例如，30 FPS)幀速率讀出資料；或可變速率幀平均運算(例如，以不同的速率平均一像素時程(pixels time history)之不同部分)，然後，經由PCIe開關4316及PCIe連接器4318傳送資料出去至一伺服器主機板(例如，圖42之主機板4202)。PCIe開關4316可包含多工器，其多工連結至PCIe連接器4318之一PCIex 16連結。LVDS 4308可提供串聯連結至一閥板(例如，圖42之閥板4212)。讀取器板4300之電源可由電源供應部4306提供，而時序信號可由時鐘4304提供。於一實施例中，ADC 4314可被置於接近類比化學感測器4302。
圖44顯示依據本發明之一實施例之供化學檢測電路用之數位讀取器板4400。數位讀取器板4400可包含一數位化學感測器4402、一時鐘4404、一電源供應部4406，一個供LVDS用之串聯連結4408、一讀取器FPGA 4410、一記憶體4412、一PCIe開關4416及一PCIe連接器4418。數位化學感測器4402可以是一種化學檢測電路3700(圖37)之IC晶片實施例，其具有多個併入於將晶片上之輸出資料信號數位化之晶片之ADC。時鐘4404、電源供應部4406、供LVDS用之串聯連結4408、讀取器FPGA 4410、記憶體4412、PCIe開關4416及PCIe連接器4418可執行類似於類比數位讀取器板4300上之它們的對照物之功能。於一實施例中，數位化學感測器4402可被置於一個與數位讀取器板4400分離之可置換的板上。
圖45顯示依據本發明之一實施例之供化學檢測電路用之輸出組態之方塊圖4500。方塊圖4500可顯示一種供來自一類比化學檢測器4502之類比資料輸出用之類比前端及雜訊計算。DAC 4504可依據數位參考值產生類比信號，及來自DAC 4504之類比信號可能被緩衝器4506.1~4506.4緩衝。來自類比化學檢測器4502之輸出可被放大器4508.1~4508.4放大，而被放大信號可被低通濾波器4510.1~4510.4過濾。被過濾之信號可輸入至ADC模組4512，其可包含複數個差動放大器4514.1~4514.4。被放大之信號可通過另一輪之低通濾波器4516.1~4516.4，然後最終信號可被Quad ADC 4518轉換成數位資料及送出至FPGA。Quad ADC 4518可接收來自一時鐘扇出器4524之時鐘信號。時鐘信號可基於來自一振盪器4520之信號而由一PLL 4522產生。於一實施例中，類比化學檢測器4502可以是一種化學檢測電路3700之IC晶片實施例。
圖46顯示依據本發明之一實施例之化學檢測電路之頻寬利用之方塊圖4600。一類比化學檢測器4602可傳送其資料至複數個ADC 4604。ADC 4604可傳送數位資料至FPGA 4606，其可依序地傳送資料至CPU 4608及儲存單元4616及4618(例如，DDR3記憶體)。CPU 4608可快取於一記憶體快取4610(例如，DDR3記憶體)及硬碟4612及4614中之資料。於一實施例中，類比化學檢測器4602可以是一種化學檢測電路3700之IC晶片實施例。於圖46中所給予之數目可能是理論上的最大值。FPGA(s) 4606可執行一種樣品之3：1壓縮(例如，安置修正)及一種2：1或更大的幀之壓縮(例如幀平均)。
圖47顯示關於依據本發明之一實施例之一類比讀取器板(例如，圖43之類比讀取器板4300)之時鐘分佈之方塊圖4700。一類比讀取器板之各種元件之時鐘信號可基於一100MHz振盪器4702來產生。時鐘產生器4704可接收來自100MHz振盪器4702之信號及產生各種時鐘信號。舉例而言，時鐘產生器4704可產生120 MHz時鐘信號，其即將被傳送至兩個零延遲緩衝器4706.1及4706.2、一正反器4716及一FPGA 4714之第一PLL(例如，類比讀取器板4300之讀取器FPGA 4310)。零延遲緩衝器4706.1及4706.2可提供120 MHz時鐘信號至ADC組4718.1及4718.2，以供ADC以譬如840 MHz之頻率傳送數位資料至FPGA 4720.1及4720.2(例如，類比讀取器板4300之衛星FPGA 4320及4322)。FPGA 4714之第一PLL可傳送時鐘信號至各個FPGA 4720.1及4720.2之第一PLL，且亦可傳送一時鐘信號內部地到達FPGA 4714之一正反器埠。正反器4716可基於FPGA 4714之正反器埠之一輸出產生通道增加/減少信號以供資料讀出用，並可從時鐘產生器4704產生120 MHz時鐘信號。振盪器4702亦可產生供一時鐘驅動器4708用之一33 MHz時鐘信號，時鐘驅動器4708可分別為FPGA 4720.1及4720.2中之第二PLL，且為FPGA 4714中之第二PLL提供時鐘信號。FPGA 4714中之第二PLL可產生一內部時鐘(例如，267 MHz)。於一實施例中，偏移這些時鐘全部可允許感測器之通道輸出與藉由ADC之取樣同步。
對類比式板讀取器外部之通訊可基於來自一PCIe連接器之一種100 MHz時鐘信號。來自PCIe連接器之100 MHz時鐘信號可能被一PCIe時鐘緩衝器4710緩衝。緩衝的100 MHz時鐘信號可被送出至FPGA 4714之第一與第二SerDes PLL(定序/反定序鎖相迴路)，亦可被送出至一PCIe開關4712(例如，PCIe開關4316)。
於一實施例中，零延遲緩衝器4706.1及4706.2可允許在一化學檢測器(未顯示)之ADC樣品時鐘與資料通道之間的相位差調整。在可能的情況下，時鐘可能是差動LVDS，但是供化學檢測器之通道用之時鐘可能是差動低電壓正射極耦合邏輯(LVPECL)。又，於一實施例中，ADC及資料通道120 MHz時鐘之組合需要低抖震現象(例如，<15ps-如繪製的~4.5 rms)。於一實施例中，在類比化學感測器的情況下，設置至感測器之「時鐘」可能是「通道增加/減少信號」-允許通道開關與藉由ADC之取樣同步。
圖48顯示依據本發明之一實施例之關於系統元件之功率分佈的方塊圖4800。一PC電源供應部4802可以耦接至一AC輸入。閥板4804(例如，系統結構4200之閥板4212)可藉由兩個4接腳連接器接收來自PC電源供應部4802之功率。主機板4806(例如，系統結構4200之主機板4202)可藉由兩個8接腳連接器與一個24接腳連接器接收來自PC電源供應部4802之功率。提供功率至主機板4806之24接腳電纜可以又提供功率至讀取器板4808(例如，系統結構4200之讀取器板4210，其可以是一類比讀取器板(例如，4300)或數位讀取器板(例如，4400))之「Y電纜」。讀取器板4808可包含一板載電源供應部4810，其可包含複數個功率調節器(例如，低壓降線性穩壓器、可程式化輸出的低壓降線性穩壓器)及/或DC/DC功率供應(例如，高電壓高電流DC/DC電源供應部)。於一實施例中，所有的DC/DC切換功率供應部可與主要讀取器板時鐘同步。這可阻止來自功率供應部之任何切換雜訊「衝擊」別處所使用之時鐘。又，供切換功率供應部用之時鐘可即時被排列，以使PC電源供應部上之瞬間電流負載最小化。
圖49顯示依據本發明之一實施例之關於一類比讀取器板之DAC的方塊圖4900。DAC組態4900可包含一參考電壓4902、一DAC 4904以及一個包含一電阻4906與一電容器4908之低通濾波器。一運算放大器4910可放大被過濾信號。來自運算放大器4910之輸出可被一磁珠4912及複數個電容器4914(例如，一主LPF/LF電荷)所過濾。被過濾信號接著可經由局部解耦合電路(例如，電容器4918及對應的電阻4920)而被送至運算放大器4916.1~4916.4之第一輸入。至運算放大器4916.1~4916.4之第二輸入可以是各個通道輸入4924.1~4924.4。運算放大器4916.1~4916.4之輸出可以經由各個回授電阻4922.1~4922.4而耦接回到第一輸入。於一實施例中，複數個DAC可提供作為通道抵銷、參考電壓、電極驅動、內建自我測試(BIST)驅動以及ISFET偏壓。
圖50顯示依據本發明之一實施例之一類比讀取器板5000之FPGA組態的方塊圖。類比讀取器板5000可以是類比讀取器板4300之一實施例。類比讀取器板5000可包含複數個ADC模組5002.1與5002.2、兩個衛星FPGA 5004.1與5004.2(例如，衛星FPGA 4320及4322)、一讀取器FPGA 5006(例如，讀取器FPGA 4310)及其記憶體模組5008.1與5008.2、一PCIe開關5010(例如，PCIe開關4316)、一類比化學感測器5012(例如，類比化學感測器4302)、多個LVDS驅動器與接收器5014(例如，LVDS 4308)以及複數個DAC模組5016與5018。於一實施例中，ADC模組5002.1與5002.2之每個ADC可包含一PLL。衛星FPGA 5004.1與5004.2可執行取樣平均，其可由來自讀取器FPGA 5006之Dstrobe信號與衛星FPGA 5004.1與5004.2中之軟體設定所控制。此外，於一實施例中，關於讀取器FPGA 5006之控制邏輯，可從記憶體模組5008.1及/或5008.2被載入，記憶體模組5008.1及/或5008.2可以是SPI閃存裝置(例如，EEPROM)，其保留兩個影像：(1)一預設「裝載器(loader)」影像；以及(2)一電流運行時間影像。關於衛星FPGA 5004.1與5004.2之控制邏輯(例如，影像)，可藉由讀取器FPGA 5006從一主機板(例如，主機板4202)被載入在PCIe上面。又，於一實施例中，FPGA(包含閥FPGA 4214)可藉由一PCIe重置而被解配置(de-configured)並被重新載入。又，一旦PCIe FPGA被程式化，就可能觸發PCI計數(enumeration)。
圖51顯示依據本發明之一實施例之一讀取器板5100之FPGA功率監視的方塊圖。讀取器板5100可以是讀取器板4808之一實施例。讀取器板5100可包含一電源供應模組5102(例如，電源供應部4810)，其接收來自一24接腳連接器5106之5V及12 V輸入。電源供應模組5102可提供電源至其餘的讀取器5104。來自電源供應模組5102之輸出電壓可被複數個電壓監視器5108與5112監視。第一電壓監視器5108可接收其來自24接腳連接器5106之電源供應部VCC，且如果其中一個監視器的電壓(包含VCC)偏離一預定電壓位準一閾值以上(例如，1.5%偏差)，則產生一重置RST信號。來自電壓監視器5108之RST信號可藉由一OR閘5116而與來自一PCIe連接器5110之一重置信號一起被作或(OR)運算。OR閘5116之輸出可以是作為供第二電壓監視器5112用之一監視器的電壓之輸入，第二電壓監視器5112亦可接收其來自24接腳連接器5106之電源供應部VCC，且如果其中一個監視器的電壓(包含VCC)偏離一預定電壓位準一閾值以上(例如，1.5%偏差)，則產生一重置RST信號。來自電壓監視器5112之RST信號可被送至一時鐘驅動器5114，其可產生一重置信號與nCONFIG信號至其餘的讀取器5104。來自時鐘驅動器5114之重置信號可被送至讀取器板之一PCIe開關。來自時鐘驅動器5114之nCONFIG信號可被送至讀取器板之一FPGA以使FPGA重新載入。於一實施例中，OR運算來自電壓監視器5108之RST信號與來自PCIe連接器5110之重置信號可保證被滿足之nCONFIG脈衝寬度需求。
行ADC及串化器電路
所說明的實施例可提供一種化學檢測電路，其可包含一行之化學感測像素。每個化學感測像素可包含一化學感測電晶體及一列選擇裝置。化學檢測電路可更包含一個耦接至此行之化學感測像素之行介面電路，以及一個耦接至行介面電路之類比至數位轉換器(ADC)。
某些實施例亦可提供一種化學感測器，其可包含複數行之化學感測像素。每個行可包含形成於列中之複數個化學感測像素。每個化學感測像素可包含一化學感測電晶體及一列選擇裝置。化學感測器可更包含一個耦接至此行之化學感測像素之行介面電路及一個耦接至行介面電路之類比至數位轉換器(ADC)。
其他實施例可提供一種產生供一化學檢測電路用之一輸出信號之方法。此方法可包含藉由化學檢測電路之一列解碼器產生一列選擇信號。化學檢測電路可具有一像素陣列，其包含一行之化學檢測像素。每個化學檢測像素可包含一化學感測電晶體及一列選擇裝置。此方法可更包含施加列選擇信號至一選擇之化學檢測像素之各個列選擇裝置，藉由一類比至數位轉換器(ADC)轉換一個於此行之化學檢測像素之一讀出信號線之類比信號成為一數位信號，以及輸出轉換之數位信號作為供化學檢測電路用之輸出信號。
說明的實施例可更提供包含一像素陣列之一化學檢測電路，像素陣列包含形成於多行與多列中之複數個化學感測像素。每個化學感測像素可包含一化學感測電晶體與一列選擇裝置。化學檢測電路可更包含一對類比至數位轉換器(ADC)電路方塊，一對分別耦接至該對ADC電路方塊之輸入/輸出(I/O)電路方塊，以及複數個耦接至該對IO電路方塊之串聯連結端子。
說明的實施例可更提供一種從一化學檢測裝置讀出資料之方法。此方法可包含同時從化學檢測裝置上之複數行之化學感測像素讀取資料。每個化學感測像素可包含一化學感測電晶體及一列選擇裝置。此方法可更包含使同時從複數行之化學感測像素讀取之資料數位化，同時分別定序每行之化學感測像素的數位資料，以及同時傳送複數個串聯連結上之緩衝的數位資料。
圖52顯示依據本發明之一實施例之一數位化學檢測電路5200。數位化學檢測電路5200可以是一IC晶片，其包含一像素陣列5202、列解碼器5204.1與5204.2、行ADC 5206.1與5206.2、I/O電路5208.1、複數個偏壓電路5210.1~5210.3、一時序定序器5212與5208.2以及複數個輸出端子D[0]~D[N-1]。像素陣列5202可包含多個形成於多行中之化學檢測像素，每行包含複數列之像素。於一實施例中，像素陣列5202可包含許多圖塊之像素且圖塊可以如上關聯於圖37所述被設置於切片中。列解碼器5204.1與5204.2可基於控制邏輯產生供多列之像素用之列選擇信號。
於一實施例中，行ADC 5206.1與5206.2可包含複數個ADC，每個ADC對應於一行。在另一實施例中，行ADC 5206.1與5206.2可包含複數個ADC，且每個ADC可在數個行之間被共用(例如，使用一個或多個多工器)。此外，於一實施例中，行ADC 5206.1與5206.2可執行抵銷式消去。
偏壓電路5210.1~5210.3可產生晶片上之化學檢測電路5200所需要的所有偏壓及參考電壓。亦即，化學檢測電路5200並不具有任何外部類比式參考。偏壓電路5210.1~5210.3可能需要一外部電源供應部(例如VDDA)用以發生效用。時序定序器5212可提供內部時序信號給化學檢測電路5200。
複數個輸出端子D[0]~D[N-1]可提供一個或多個串聯連結至IC晶片外部之裝置。串聯連結可使用印刷電路板傳輸線。透過傳輸線之發訊可使用差動發訊或CMOS發訊。差動發訊可能是任何差動發訊機構，譬如，低電壓差動發訊(LVDS)或電流式邏輯(CML)。於一實施例中，一半之輸出接腳可被置於晶片5200之一側上，而另一半可被置於一反側上。數目N可以是一偶數(例如，24、32)。又，於一實施例中，串列介面可以是可程式化。舉例而言，驅動器之強度可被程式化並為一既定系統而調整。驅動器型式(LVDS、CML、CMOS)亦可被程式化。此外，晶片上終結可能被致能或禁能。協定之各種實施樣態可具體形成例如為遊程長度控制及格式。
圖53顯示依據本發明之一實施例之圖52之數位化學檢測電路之輸出電路之更詳細方塊圖5300。如圖53所示，行介面5302可連接至像素陣列(例如，像素陣列5202)以從像素陣列當中讀取資料。行比較器5304可包含複數個比較器(例如，ADC)。於一實施例中，行比較器5304可執行抵銷式消去。
DAC 5312.1與5312.2可提供參考電壓給行比較器5304，用以執行類比數位轉換。一對閂鎖方塊5306與5308可提供緩衝器給輸出資料。依據由格雷碼方塊5314.1與5314.2所提供之控制，數位資料可首先從行比較器被送至A閂鎖5306，然後從A閂鎖5306送至B閂鎖5308。複數個輸出串化器5310.1~5310.n可耦接在緩衝器與輸出端子D[0]~D[N-1]之間(例如，n=N/2)。格雷碼電路5314.1~5314.2可將一數位計算分配至所有閂鎖，這些閂鎖係由比較器5304所控制，以於一既定比較器轉變時，使格雷碼可被閂鎖至記憶體中。此種格雷碼可被設定成與一DAC劇升電路同步地計算，DAC劇升電路建立對比較器5304之所有比較器之全域參考。當全域參考降至維持於既定行之像素值以下時，一對應的比較器可發動。因為比較器可以非同步轉變至時鐘，所以計算可被分配，而使用一格雷碼(於此，只有一個位元轉變係於任何時間被完成)以避免不正確碼。
於一實施例中，每個輸出端子可包含兩個接腳以供差動發訊(例如，低電壓差動發訊)。於一實施例中，A閂鎖5306可以是主閂鎖，而B閂鎖5308可以是從閂鎖。閂鎖可允許類比數位轉換，用以平行運行至一先前轉換的列之讀出。
晶片上偏壓及參考電壓可能由偏壓及參考電路區塊5316所提供。如圖53所示，偏壓及參考電路區塊5316可提供偏壓及參考電壓至行介面電路5302、DAC 5312.1與5312.2以及格雷碼電路5314.1~5314.2。又，如圖53所示，時序定序器電路5320可提供時序信號至格雷碼電路5314.1~5314.2、DAC 5312.1~5312.2、列解碼器5318.1~5318.2、像素控制器以及行列控制器。時序定序器5320可連接至接腳TMODE、TEN、RST以供重置與測試模式用。時序定序器5320亦可連接至SDA、SCL、CLK的接腳，用以利用一串聯協定(例如SPI)來程式化暫存器。時序定序器5320可藉由在一幀時間期間推進每個列，並在每個列時間期間提供刺激源至電路來控制晶片上之所有時序。因為像素可以多數不同方式操作，所以時序定序器5320可重新被程式化以改變控制信號之操作。
圖54顯示依據本發明之一實施例之一串化器電路5400。串化器電路5400可包含複數個移位暫存器5402、位元對準邏輯5406、一對乒乓(ping-pong)暫存器5406、一個用以選擇其中一個乒乓暫存器之多工器5408、一個用以多工化來自多工器5408及內建自我測試(BIST)之輸出之多工器5410、一編碼器5412、一串化器5416以及驅動器5418。移位暫存器5402可以是I/O緩衝器之一部分。於一實施例中，如圖54所示，可使用14位元移位暫存器。從移位暫存器當中被移位之資料可被送至位元對準邏輯5406，於此資料可對準。舉例而言，14位元資料可依據對準控制而對準至8位元資料。來自對準邏輯5406之對準資料可被送至此對乒乓暫存器5406，其利用時序重疊閂鎖每個平行字以避免資料之失常。
接著，多工器5408可選擇此對乒乓暫存器5406之其中一個以將其資料輸出至多工器5410。多工器5410可選擇來自多工器5408之輸出資料或待被傳送至編碼器5412之BIST資料。為了達成DC平衡，可使用例如8b/10b之編碼機構。因此，於一實施例中，編碼器5412可以是一種8B10B編碼器。吾人應注意到亦可應用其他編碼機構。來自編碼器5412之編碼的資料，可以在串化器5413中被串列化並被驅動器5418送出。於一實施例中，串化器5413可被一PLL時鐘信號所驅動。於一實施例中，驅動器5418可被設計成用以藉由低電壓差動發訊來傳輸資料信號。於一實施例中，驅動器5418可以以一種差動模式工作，於其中一個位元可以以每個傳輸時鐘信號被傳輸，且此對輸出接腳可傳送差動資料對。在另一實施例中，驅動器5418可以以一種雙通道模式工作，於其中兩個位元可藉由一輸出端子之此對輸出接腳，每傳輸時鐘周期被平行傳輸。
圖55顯示更詳細的方塊圖5500。如圖55所示，串化器5413可包含複數個暫存器5502、一對多工器5504、一對暫存器5506、一多工器5508以及一緩衝器5510。暫存器5502每個可保留一個位元的編碼資料。暫存器5502可於十分之一的時鐘信號下以一時鐘速度工作。來自暫存器5502之輸出可被送至此對多工器5504。每一個多工器5504可產生所欲被傳送至此對暫存器5506之其中一個之一輸出。此對暫存器5506可以以一半之PLL時鐘信號之時鐘速度操作。來自此對暫存器5506之輸出可輸入至多工器5508，其可選擇來自此對暫存器5506之其中一個輸出以被輸出。來自多工器5508之輸出可能被送至緩衝器5510。緩衝器5510可以以PLL時鐘信號之時鐘速度操作以將其內容發出至驅動器5418。
圖56顯示依據本發明之一實施例之一數位化學檢測電路之方塊圖。圖56顯示依據本發明之一實施例之一數位化學檢測電路之佈局。
圖57顯示依據本發明之一實施例之另一種數位化學檢測電路之方塊圖。圖56顯示依據本發明之一實施例之一數位化學檢測電路之另一種佈局。
圖58顯示依據本發明之一實施例之另一種數位化學檢測電路5800之方塊圖。數位化學檢測電路5800可包含一像素陣列5802、複數個輸出電路5804.1~5804.2、複數個串聯輸出電路5806.1~5806.2、複數個列選擇電路5808.1~5808.2、一時鐘樹5810以及複數個溫度計5812。像素陣列5802可以是圖14A所示之2T像素陣列1400，並包含依據圖14A所配置之複數個2T像素。列選擇電路5808.1~5808.2可能是如上關聯於圖52-53所述之列解碼器。又，輸出電路5804.1~5804.2可包含行介面、抵銷式消去以及行ADC，如上關聯於圖52-53所述。串聯輸出電路5806.1~5806.2可包含上述關聯於圖52-55之串化器電路。時鐘樹5810可能是上述關聯於圖52-53之時序定序器之一實施例。於一實施例中，數位化學檢測電路5800可包含四個被置於晶片之溫度計。又，於一實施例中，四個溫度計可以被置於或靠近像素陣列5802之四個角落。
以上說明係揭露本發明之數種實施例，然而，所揭露之內容應可涵蓋本發明之修飾及變化，另外，雖然部分操作、元件及電路並未詳細說明，但並非用以限制本實施例之範圍，而且雖然本說明書詳細說明特定結構及功能，但其並非用以限制本實施例之範圍。例如，部分實施例係以NMOS為例，但熟悉該項技術者亦可以利用PMOS實現之。
熟悉該項技術者可以藉由上述之說明，對本發明進行各種變化，請可以單獨或合併實施上述之所有實施例，因此，雖然上述之說明僅列舉部分特定之實施例，但是本發明之實施例及/或方法並非限制於此，熟悉該項技術者可以藉由本說明書之內容、圖示及申請專利範圍而進行任意的修飾及改變。
上述之各種實施例可以藉由硬體元件、軟體元件或其組合加以實現，其中，硬體元件係例如為處理器、微處理器、電路、電路元件(如電晶體、電阻器、電容器、電感器等)、積體電路、特定應用積體電路(ASIC)、可程式邏輯裝置(PLD)、數位訊號處理器(DSP)、現場可編程閘陣列(FPGA)、邏輯閘、暫存器、半導體裝置、晶片、微晶片、晶片組等等；軟體元件係例如為程式、應用程式、電腦程式、系統程式、機械程式、作業系統程式、中介軟體、韌體、軟體模組、例行程序、子程式、功能、方法、程序、軟體介面、應用程式介面(API)、指令集、計算碼、計算機碼、程式碼片段、計算機程式碼片段、文字、數值、符號、或其組合；可以藉由數種分析因子判斷執行一實施例係採用不同之硬體元件及/或軟體元件，例如為預期之計算機速度、功率等級、熱耐受度、程序循環預算、資料輸入速度、資料輸出速度、記憶體來源、資料匯流排速度、及其他設計或效能限制。
例如，部分實施例可以藉由電腦可讀取媒體而實現，其係儲存有一指令或一組指令，以便在一機器上執行時，可以使得此機器實現本實施例之方法及/或操作，此機器可例如包括任一種適用之處理平台、計算平台、計算裝置、處理裝置、計算系統、處理系統、計算機、處理器等等，且其亦可以藉由硬體及/或軟體之任一種適用之組合而實現，其中，電腦可讀取媒體包括任一種適當形式之記憶單元、記憶裝置、記憶物品、記憶媒體、儲存裝置、儲存物品、儲存媒體及/或儲存單元例如為記憶體、可移動式或不可移動式媒體、可抹除式或不可抹除式媒體、可寫入式或可複寫式媒體、數位或類比式媒體、硬碟、軟碟、唯讀記憶光碟、寫入式光碟、可複寫式光碟、光碟、磁式媒體、磁光媒體、卸除式記憶卡或記憶碟、各種數位多功能光碟(DVD)、磁帶、卡帶等等，另外，指令可包括任一種適用之程式碼，如原始碼、編譯碼、直譯碼、可執行碼、靜態程式碼、動態程式碼、加密程式碼等等，其可以利用任一種適用之高階、低階、物件導向、虛擬、編譯及/或直譯之程式語言而實現。
100．．．1T離子像素
300．．．陣列
301、302、303、304．．．1T像素
305．．．行讀出開關
306．．．行讀出開關/行讀出電路
401．．．電晶體
500．．．像素
501．．．電晶體
600．．．陣列
601、602、603、604．．．1T共通源極像素
605．．．行讀出開關
606．．．行讀出開關
801．．．電晶體
901．．．電晶體
1000．．．像素陣列
1001、1002、1003、1004．．．電晶體
1100．．．2T像素
1101．．．離子感測場效電晶體
1102．．．列選擇裝置
1400．．．2T像素陣列
1410．．．擴散層
1401IS．．．離子感測場效電晶體
1401RS．．．列選擇裝置
1412．．．連續擴散層
1500．．．電荷泵
1501、1502、1503、1504、1601、1602．．．φ1開關
1505、1506、1603．．．φ2開關
1507、1508、1604．．．電容器
1901．．．源極隨耦器
1902．．．離子感測電極
2701．．．重置電晶體
2702．．．源極隨耦器
2703．．．列選擇開關/列選擇電晶體
2800．．．感測器
2901．．．取樣及保持電路
2902．．．電流槽ISink
2903．．．行緩衝器
2904．．．開關
2905．．．輸出緩衝器
3001．．．雙取樣電路
3300、3400、3500、3700．．．化學檢測電路
3302.1-3302.N．．．化學檢測像素
3304.1．．．化學感測電晶體
3306.1．．．列選擇開關
3308．．．電流源
3310．．．放大器
3312．．．電容器Cint
3314．．．抵銷電壓Vsd
3316、3318、3320．．．開關
3402.1-3402.N．．．化學檢測像素
3404.1．．．化學感測電晶體
3406.1．．．列選擇開關
3408．．．電流源
3410．．．放大器
3412．．．電容器Cint
3414．．．抵銷電壓Vset
3416、3418、3420．．．開關
3422.1~3422.N．．．輸出開關
3424．．．電阻
3506．．．步驟
3524．．．傳遞電晶體
3600．．．過程
3602．．．步驟
3604．．．步驟
3702.1-3702.N．．．圖塊
3704.1-3704.N．．．圖塊
3706、3708．．．輸出電路
3710．．．控制邏輯及數位介面
3712．．．偏壓電路及診斷輸出邏輯
3800．．．方塊圖
3802．．．左上(TL)象限
3804．．．右上(TR)象限
3806．．．左下(BL)象限
3808．．．右下(BR)象限
3810．．．電流源及攪和區塊
3812．．．左下象限
3814．．．右下象限
3816．．．左上象限
3818．．．右上象限
3820．．．輸出通道電路
3822．．．輸出通道電路
3824、3826．．．輸出多工器
3828．．．左上列選擇暫存器
3830．．．左下列選擇暫存器
3832．．．左上列選擇暫存器
3834．．．左下列選擇暫存器
3836．．．右上列選擇暫存器
3838．．．右下列選擇暫存器
3840、3842．．．輸出緩衝器
3844．．．右上列選擇暫存器
3846．．．右下列選擇暫存器
3848．．．行多工器
3850．．．行多工器
3900．．．資料通道
3902．．．第一行
3904．．．第二行
3906．．．第二行
3908．．．第一行
4002．．．上行電路
4004．．．下行電路
4100．．．過程
4102．．．步驟
4104．．．步驟
4106．．．步驟
4108．．．步驟
4200．．．系統結構
4202．．．主機板
4204．．．CPU
4206．．．儲存器
4208．．．輸出裝置
4210．．．讀取器板
4212．．．閥板
4214．．．FPGA
4216．．．閥控制
4218．．．感測器
4300．．．讀取器板
4302．．．類比化學感測器
4304．．．時鐘
4306．．．電源供應部
4308．．．串聯連結
4310．．．讀取器FPGA
4312．．．記憶體
4314．．．ADC
4316．．．PCIe開關
4318．．．PCIe連接器
4320、4322．．．衛星FPGA
4324．．．參考電壓及DAC
4400．．．數位讀取器板
4402．．．數位化學感測器
4404．．．時鐘
4406．．．電源供應部
4408．．．串聯連結
4410．．．讀取器FPGA
4412．．．記憶體
4416．．．PCIe開關
4418．．．PCIe連接器
4500．．．方塊圖
4502．．．類比化學檢測器
4504．．．DAC
4506.1~4506.4．．．緩衝器
4508.1~4508.4．．．放大器
4510.1~4510.4．．．低通濾波器
4512．．．ADC模組
4514.1~4514.4．．．差動放大器
4516.1~4516.4．．．低通濾波器
4520．．．振盪器
4522．．．PLL
4524．．．時鐘扇出器
4600．．．方塊圖
4602．．．類比化學檢測器
4604．．．ADC
4606．．．FPGA
4608．．．CPU
4610．．．記憶體快取
4612、4614．．．硬碟
4616、4618．．．儲存單元
4700．．．方塊圖
4702．．．振盪器
4704．．．時鐘產生器
4706.1、4706.2．．．零延遲緩衝器
4708．．．時鐘驅動器
4710．．．PCIe時鐘緩衝器
4712．．．PCIe開關
4714．．．FPGA
4716．．．正反器
4718.1、4718.2．．．ADC組
4720.1、4720.2．．．FPGA
4800．．．方塊圖
4802．．．PC電源供應部
4804．．．閥板
4806．．．主機板
4808．．．讀取器板
4810．．．電源供應部
4900．．．DAC組態/方塊圖
4902．．．參考電壓
4904．．．DAC
4906．．．電阻
4908．．．電容器
4910．．．運算放大器
4912．．．磁珠
4914．．．電容器
4916.1~4916.4．．．運算放大器
4918．．．電容器
4922.1~4922.4．．．回授電阻
4924.1~4924.4．．．通道輸入
5000．．．類比讀取器板
5002.1、5002.2．．．ADC模組
5004.1、5004.2．．．衛星FPGA
5006．．．讀取器FPGA
5008.1、5008.2．．．記憶體模組
5010．．．PCIe開關
5012．．．類比化學感測器
5014．．．LVDS驅動器與接收器
5016、5018．．．DAC模組
5100．．．讀取器板
5102．．．電源供應模組
5104．．．讀取器
5106．．．24接腳連接器
5108．．．第一電壓監視器
5110．．．PCIe連接器
5112．．．第二電壓監視器
5114．．．時鐘驅動器
5116．．．OR閘
5200．．．化學檢測電路/晶片
5202．．．像素陣列
5204.1、5204.2．．．列解碼器
5206.1、5206.2．．．行ADC
5208.1．．．I/O電路
5210.1~5210.3．．．偏壓電路
5212．．．時序定序器
5300．．．方塊圖
5302．．．行介面電路
5304．．．比較器
5306．．．A閂鎖
5308．．．B閂鎖
5310.1~5310.n．．．輸出串化器
5312.1~5312.2．．．DAC
5314.1、5314.2．．．格雷碼電路/方塊
5316．．．偏壓及參考電路區塊
5318.1~5318.2．．．列解碼器
5320．．．時序定序器/時序定序器電路
5400．．．串化器電路
5402．．．移位暫存器
5406．．．乒乓暫存器/對準邏輯
5408．．．多工器
5410．．．多工器
5412．．．編碼器
5413．．．串化器
5416．．．串化器
5418．．．驅動器
5500．．．方塊圖
5502．．．暫存器
5504．．．多工器
5506．．．暫存器
5508．．．多工器
5510．．．緩衝器
5800．．．數位化學檢測電路
5802．．．像素陣列
5804.1~5804.2．．．輸出電路
5806.1~5806.2．．．串聯輸出電路
5808.1~5808.2．．．列選擇電路
5810．．．時鐘樹
5812．．．溫度計
A、B、C、D、E、F、G、H．．．導線
C、C0、C1、CA、CB、cb、cb[0]、cb[1]、cb[2]、cb[3]、ct[0]、ct[1]、Ct、ct．．．行線
CAL．．．開關
D[0]~D[N-1]．．．輸出端子
Vout ．．．輸出信號
ISE．．．離子選擇性電極
M1．．．鏡
M2．．．鏡
R．．．列線
r．．．列線
R0、R1、R2．．．列線
RS．．．列選擇電晶體
rs[0]、rs[1]、rs[2]、rs[3]．．．列線
RST．．．重置開關
RT．．．重置電晶體
Sa、Sb、SH．．．開關
SEL．．．列選擇裝置
SF．．．源極隨耦器
SFP．．．源極隨耦器
圖1顯示依據本發明之一實施例之一種1T離子敏感像素。
圖2顯示依據本發明之一實施例之1T像素之橫剖面。
圖3顯示依據本發明之一實施例之具有行讀出開關之像素陣列之概要圖。
圖4顯示依據本發明之一實施例之1T像素之源極隨耦器組態。
圖5A顯示依據本發明之一實施例之1T共通源極離子敏感像素。
圖5B顯示依據本發明之一實施例之共通源極讀出組態中之像素。
圖5C顯示依據本發明之一實施例之共通源極等效電路。
圖6顯示依據本發明之一實施例之具有行讀出開關之像素陣列之概要圖。
圖7A顯示依據本發明之一實施例之1T共通源極像素之橫剖面圖。
圖7B顯示依據本發明之一實施例之1T共通源極像素之橫剖面圖。
圖8顯示依據本發明之一實施例之具有串疊列選擇裝置之共通源極像素。
圖9顯示依據本發明之一實施例之具有串疊行電路之單一電晶體像素陣列。
圖10A及10B顯示依據本發明之一實施例之單一電晶體像素陣列。
圖11顯示依據本發明之一實施例之雙電晶體(2T)像素。
圖12A至12H顯示依據本發明之實施例之2T像素組態。
圖13A至13D顯示依據本發明之實施例之共通源極2T單元組態。
圖14A顯示依據本發明之一實施例之2T像素陣列。
圖14B及14C顯示依據本發明之一實施例之對於2X2 2T像素陣列之佈局。
圖15顯示依據本發明之一實施例之電容電荷泵。
圖16顯示依據本發明之一實施例之電荷泵。
圖17顯示依據本發明之一實施例之電荷泵。
圖18顯示依據本發明之一實施例之電荷泵。
圖19顯示依據本發明之一實施例之基本IS累積像素。
圖20A-Q顯示依據本發明之一實施例之關於基本電荷累積之表面電位圖。
圖21及22顯示依據本發明之一實施例之具有兩個電晶體之IS累積像素。
圖23顯示依據本發明之一實施例之關於圖22之像素之表面電位圖。
圖24顯示依據本發明之一實施例之具有兩個電晶體及四個電極之IS累積像素。
圖25顯示依據本發明之一實施例之關於圖24之像素之表面電位圖。
圖26顯示依據本發明之一實施例之具有兩個電晶體及三個電極之IS累積像素。
圖27顯示依據本發明之一實施例之三個電晶體(3T)主動像素感測器。
圖28顯示3T主動像素感測器之替代實施例。
圖29顯示依據本發明之一實施例之具有取樣及保持電路之3T主動像素感測器。
圖30顯示依據本發明之一實施例之具有關聯的雙取樣電路之3T主動像素感測器。
圖31顯示依據本發明之一實施例之2.5T主動像素感測器陣列。
圖32顯示依據本發明之一實施例之1.75T主動像素感測器陣列。
圖33顯示依據本發明之一實施例之一種化學檢測電路之方塊圖。
圖34顯示依據本發明之另一實施例之另一種化學檢測電路之方塊圖。
圖35顯示依據本發明之又另一實施例之又另一種化學檢測電路之方塊圖。
圖36顯示依據本發明之一實施例之用於產生化學檢測電路之輸出之過程。
圖37顯示依據本發明之一實施例之化學檢測電路之方塊圖。
圖38A顯示依據本發明之一實施例之化學檢測電路之元件之方塊圖。
圖38B顯示依據本發明之一實施例之在不同象限之一圖塊中的移位方向。
圖39顯示依據本發明之一實施例之一種化學檢測電路之一通道之方塊圖。
圖40顯示依據本發明之一實施例之一種化學檢測電路之一攪和(swizzle)組態之信號線。
圖41顯示依據本發明之一實施例之從一種化學檢測電路輸出資料之過程。
圖42顯示依據本發明之一實施例之供化學檢測用之系統結構。
圖43顯示依據本發明之一實施例之供一種化學檢測電路用之一類比讀取器板。
圖44顯示依據本發明之一實施例之供一種化學檢測電路用之一數位讀取器板。
圖45顯示依據本發明之一實施例之關於一種化學檢測電路之類比前端及雜訊計算之方塊圖。
圖46顯示依據本發明之一實施例之關於一種化學檢測電路之頻寬利用之方塊圖。
圖47顯示依據本發明之一實施例之時鐘分佈之方塊圖。
圖48顯示依據本發明之一實施例之功率分佈之方塊圖。
圖49顯示依據本發明之一實施例之一種類比讀取器板之數位類比轉換(DAC)之方塊圖。
圖50顯示依據本發明之一實施例之現場可程式化閘陣列(FPGA)組態之方塊圖。
圖51顯示依據本發明之一實施例之FPGA功率監視之方塊圖。
圖52顯示依據本發明之一實施例之一種數位化學檢測電路。
圖53顯示依據本發明之一實施例之圖52之數位化學檢測電路之更詳細的方塊圖。
圖54顯示依據本發明之一實施例之一種串化器電路。
圖55顯示依據本發明之一實施例之圖54之串化器之更詳細的方塊圖。
圖56顯示依據本發明之一實施例之一種數位化學檢測電路之方塊圖。
圖57顯示依據本發明之一實施例之另一種數位化學檢測電路之方塊圖。
圖58顯示依據本發明之一實施例之另一種數位化學檢測電路之方塊圖。
100．．．1T離子像素

Claims (14)

  1. 一種用於讀取一化學感測場效電晶體chemFET之方法，該chemFET包含一第一端子與一第二端子及一耦合至一鈍化保護層之浮動閘極，該方法包含：在一讀取時間間隔之期間偏壓該chemFET之該第一端子至一第一偏壓電壓；在該讀取時間間隔之期間耦合該chemFET之該第二端子至一資料線；感應產生經由該資料線通過該chemFET之一電流；及在該讀取時間間隔之期間回應於通過該chemFET之該感應電流以產生一輸出信號，其與在該資料上之一電壓或電流之一積分成比例。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該輸出信號指示在該讀取時間間隔之期間暴露於該鈍化保護層的一分析物溶液之一離子濃度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中：感應產生通過該chemFET之該電流包含提供一參考電流至該資料線，及在該讀取時間間隔之期間偏壓該資料線至一第二偏壓電壓；及該輸出信號係在該讀取時間間隔之期間與在該參考電流與該經感應電流之間的一電流差異之一積分成比例。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中耦合該chemFET之該第二端子至該資料線包含在該讀取時間間隔之期間 選擇性地耦合該chemFET之該第二端子至該資料線，及在該讀取時間間隔完成之後，從該資料線解耦合該chemFET之該第二端子。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中：偏壓該資料線包含耦合一運算放大器之一第一輸入至一電壓源，及耦合該運算放大器之一第二輸入至該資料線；且該方法進一步包含耦合一電容器在該運算放大器之該第二輸入與該運算放大器之一輸出之間以積分該電流差異，藉此在該運算放大器之該輸出處產生該輸出信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該電容器具有一耦合至該運算放大器之該第二輸入的第一節點，且該方法進一步包含：在該讀取時間間隔之期間耦合該電容器之一第二節點至該運算放大器之該輸出；及在該讀取時間間隔完成之後，從該運算放大器之該輸出解耦合該電容器之該第二節點。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其進一步包含：在該讀取時間間隔之前，耦合該運算放大器之該第二輸入至該運算放大器之該輸出，及耦合該電容器之該第二節點至一第二電壓源；及在該讀取時間間隔之期間，從該運算放大器之該輸出解耦合該運算放大器之該第二輸入，及從該第二電壓源解耦合該電容器之該第二節點。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中：感應產生通過該chemFET之該電流包含：產生一通過該chemFET之偏壓電流以建立一在該chemFET之該第二端子上之電壓；經由一電阻元件耦合該chemFET之該第二端子至一感測節點；及偏壓該感測節點至一第二偏壓電壓；及在該讀取時間間隔之期間該輸出信號係與在該chemFET之該第二端子與該第二偏壓電壓之間的一電壓差異之一積分成比例。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該電阻元件係一電阻器。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該電阻元件係一傳遞電晶體，其具有一耦合至該chemFET之該第二端子的第一端子，及一耦合至該感測節點之第二端子。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一步包含：在該讀取時間間隔之期間，耦合該chemFET之該第二端子至一產生該偏壓電流之電流源，及耦合該chemFET之該第二端子至該電阻元件；及在該讀取時間間隔完成之後，從該電流源解耦合該chemFET之該第二端子，及從該電阻元件解耦合該chemFET之該第二端子。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中：偏壓該感測節點包含耦合一運算放大器之一第一輸入至一電壓源，及耦合該運算放大器之一第二輸入至該 感測節點；及該方法進一步包含耦合一電容器在該運算放大器之該第二輸入與該運算放大器之一輸出之間以積分該電壓差異，藉此在該運算放大器之該輸出處產生該輸出信號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該電容器具有一耦合至該運算放大器之該第二輸入的第一節點，且該方法進一步包含：在該讀取時間間隔之期間耦合該電容器之一第二節點至該運算放大器之該輸出；及在該讀取時間間隔完成之後，從該運算放大器之該輸出解耦合該電容器之該第二節點。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其進一步包含：在該讀取時間間隔之前，耦合該運算放大器之該第二輸入至該運算放大器之該輸出，及耦合該電容器之該第二節點至一第二電壓源；及在該讀取時間間隔之期間，從該運算放大器之該輸出解耦合該運算放大器之該第二輸入，及從該第二電壓源解耦合該電容器之該第二節點。
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Families Citing this family (135)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2677308B1 (en) 2006-12-14 2017-04-26 Life Technologies Corporation Method for fabricating large scale FET arrays
US8349167B2 (en) 2006-12-14 2013-01-08 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for detecting molecular interactions using FET arrays
US8262900B2 (en) 2006-12-14 2012-09-11 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US11339430B2 (en) 2007-07-10 2022-05-24 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
WO2010008480A2 (en) 2008-06-25 2010-01-21 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays
US20100301398A1 (en) 2009-05-29 2010-12-02 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
US20100137143A1 (en) 2008-10-22 2010-06-03 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
US8776573B2 (en) 2009-05-29 2014-07-15 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US20120261274A1 (en) 2009-05-29 2012-10-18 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US8673627B2 (en) 2009-05-29 2014-03-18 Life Technologies Corporation Apparatus and methods for performing electrochemical reactions
JP4854769B2 (ja) * 2009-06-30 2012-01-18 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システム及びそれらの制御方法
CN103080739B (zh) 2010-06-30 2016-12-21 生命科技公司 用于测试isfet阵列的方法和装置
US8432149B2 (en) 2010-06-30 2013-04-30 Life Technologies Corporation Array column integrator
TWI580955B (zh) 2010-06-30 2017-05-01 生命技術公司 離子感測電荷累積電路及方法
US11307166B2 (en) 2010-07-01 2022-04-19 Life Technologies Corporation Column ADC
JP5876044B2 (ja) 2010-07-03 2016-03-02 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 低濃度ドープドレインを有する化学的感応性センサ
US8688393B2 (en) * 2010-07-29 2014-04-01 Medtronic, Inc. Techniques for approximating a difference between two capacitances
WO2012036679A1 (en) 2010-09-15 2012-03-22 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
EP2619564B1 (en) 2010-09-24 2016-03-16 Life Technologies Corporation Matched pair transistor circuits
JP5923929B2 (ja) 2011-10-27 2016-05-25 ソニー株式会社 固体撮像素子およびカメラシステム
US9970984B2 (en) 2011-12-01 2018-05-15 Life Technologies Corporation Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array
JP2013121027A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Sony Corp 固体撮像素子およびその駆動方法、カメラシステム
US8821798B2 (en) 2012-01-19 2014-09-02 Life Technologies Corporation Titanium nitride as sensing layer for microwell structure
US8747748B2 (en) 2012-01-19 2014-06-10 Life Technologies Corporation Chemical sensor with conductive cup-shaped sensor surface
WO2013112541A2 (en) * 2012-01-23 2013-08-01 The Ohio State University Devices and methods for the rapid and accurate detection of analytes
US8933712B2 (en) 2012-01-31 2015-01-13 Medtronic, Inc. Servo techniques for approximation of differential capacitance of a sensor
JP2013192438A (ja) * 2012-02-14 2013-09-26 Asahi Kasei Electronics Co Ltd チャージポンプ回路
US8786331B2 (en) 2012-05-29 2014-07-22 Life Technologies Corporation System for reducing noise in a chemical sensor array
US9157939B2 (en) * 2012-08-09 2015-10-13 Infineon Technologies Ag System and device for determining electric voltages
TWI579797B (zh) * 2012-08-31 2017-04-21 禾瑞亞科技股份有限公司 影像分割的處理器
DE102012215755A1 (de) * 2012-09-05 2014-03-06 Robert Bosch Gmbh Niedervoltnetz mit Gleichspannungswandler und Verfahren zum Testen einer Niedervoltbatterie
DE102013110695A1 (de) * 2012-10-02 2014-04-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Bildsensor, Verfahren zum Betreiben desselben und Bildverarbeitungssystem mit demselben
KR20140047494A (ko) 2012-10-12 2014-04-22 삼성전자주식회사 서브픽셀, 이를 포함하는 이미지 센서, 및 이미지 센싱 시스템
US9177987B2 (en) * 2012-10-12 2015-11-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Binary CMOS image sensors, methods of operating same, and image processing systems including same
CN103333245B (zh) * 2012-12-21 2015-03-18 百奥泰生物科技(广州)有限公司 一种针对细胞受体并抑制癌细胞生长的药物分子及其制备方法和用途
US9080968B2 (en) 2013-01-04 2015-07-14 Life Technologies Corporation Methods and systems for point of use removal of sacrificial material
US9841398B2 (en) 2013-01-08 2017-12-12 Life Technologies Corporation Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors
US10847251B2 (en) 2013-01-17 2020-11-24 Illumina, Inc. Genomic infrastructure for on-site or cloud-based DNA and RNA processing and analysis
US9792405B2 (en) 2013-01-17 2017-10-17 Edico Genome, Corp. Bioinformatics systems, apparatuses, and methods executed on an integrated circuit processing platform
US10691775B2 (en) 2013-01-17 2020-06-23 Edico Genome, Corp. Bioinformatics systems, apparatuses, and methods executed on an integrated circuit processing platform
US10068054B2 (en) 2013-01-17 2018-09-04 Edico Genome, Corp. Bioinformatics systems, apparatuses, and methods executed on an integrated circuit processing platform
US9679104B2 (en) 2013-01-17 2017-06-13 Edico Genome, Corp. Bioinformatics systems, apparatuses, and methods executed on an integrated circuit processing platform
GB2523495A (en) 2013-01-17 2015-08-26 Edico Genome Corp Bioinformatics systems, apparatuses, and methods executed on an integrated circuit processing platform
US8962366B2 (en) 2013-01-28 2015-02-24 Life Technologies Corporation Self-aligned well structures for low-noise chemical sensors
US9041440B2 (en) * 2013-03-01 2015-05-26 Purdue Research Foundation Graphene-based frequency tripler
US9262573B2 (en) 2013-03-08 2016-02-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Cell having shifted boundary and boundary-shift scheme
US8963216B2 (en) 2013-03-13 2015-02-24 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall spacer sensor surface
US8841217B1 (en) 2013-03-13 2014-09-23 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
US9116117B2 (en) 2013-03-15 2015-08-25 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall sensor surface
EP2972279B1 (en) 2013-03-15 2021-10-06 Life Technologies Corporation Chemical sensors with consistent sensor surface areas
US9835585B2 (en) 2013-03-15 2017-12-05 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
CN105264366B (zh) 2013-03-15 2019-04-16 生命科技公司 具有一致传感器表面区域的化学传感器
CN105051525B (zh) 2013-03-15 2019-07-26 生命科技公司 具有薄导电元件的化学设备
US20140336063A1 (en) 2013-05-09 2014-11-13 Life Technologies Corporation Windowed Sequencing
TWI621337B (zh) * 2013-05-14 2018-04-11 半導體能源研究所股份有限公司 信號處理裝置
WO2014186604A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Edico Genome Corp. Bioinformatics systems, apparatuses, and methods executed on an integrated circuit processing platform
US10458942B2 (en) 2013-06-10 2019-10-29 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
KR101996505B1 (ko) * 2013-06-27 2019-10-01 한국전자통신연구원 센서 신호 처리 장치 및 이를 포함하는 리드아웃 회로부
JP6088928B2 (ja) * 2013-07-10 2017-03-01 株式会社東芝 固体撮像装置
KR20150022242A (ko) 2013-08-22 2015-03-04 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 메모리 장치
US9319613B2 (en) 2013-12-05 2016-04-19 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having NMOS source follower with P-type doping in polysilicon gate
KR102292644B1 (ko) 2013-12-24 2021-08-23 삼성전자주식회사 고속으로 동작하는 이미지 센서
WO2015105759A1 (en) * 2014-01-07 2015-07-16 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Graphene-passivated implantable electrodes
US9387451B2 (en) 2014-02-03 2016-07-12 International Business Machines Corporation Flow cell array and uses thereof
US9697327B2 (en) 2014-02-24 2017-07-04 Edico Genome Corporation Dynamic genome reference generation for improved NGS accuracy and reproducibility
WO2015138984A1 (en) 2014-03-14 2015-09-17 The Regents Of The University Of California Bootstrapped and correlated double sampling (bcds) non-contact touch sensor for mobile devices
JP6243762B2 (ja) * 2014-03-14 2017-12-06 サーパス工業株式会社 圧力センサ
US9547324B2 (en) * 2014-04-03 2017-01-17 Qualcomm Incorporated Power-efficient, low-noise, and process/voltage/temperature (PVT)—insensitive regulator for a voltage-controlled oscillator (VCO)
US10395334B2 (en) * 2014-04-11 2019-08-27 Sony Corporation Three-dimensional deposition device and three-dimensional deposition method
US9404884B2 (en) * 2014-04-25 2016-08-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Biosensor device and related method
WO2015187878A1 (en) 2014-06-03 2015-12-10 The Regents Of The University Of California Chemically sensitive field effect transistor sensors
US9543916B2 (en) 2014-06-19 2017-01-10 Project Ft, Inc. Active device which has a high breakdown voltage, is memory-less, traps even harmonic signals and circuits used therewith
US10032731B2 (en) * 2014-09-08 2018-07-24 Skyworks Solutions, Inc. Voltage compensated switch stack
JP6333477B2 (ja) * 2014-10-23 2018-05-30 ヒューレット パッカード エンタープライズ デベロップメント エル ピーＨｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ＬＰ ドット積を求めるためのメムリスティブクロスバーアレイ
CN104362156B (zh) * 2014-11-25 2017-04-05 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种显示基板、其测试方法及制备方法
US10379079B2 (en) 2014-12-18 2019-08-13 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US9618474B2 (en) 2014-12-18 2017-04-11 Edico Genome, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
US10429342B2 (en) 2014-12-18 2019-10-01 Edico Genome Corporation Chemically-sensitive field effect transistor
TWI697668B (zh) * 2014-12-18 2020-07-01 美商生命技術公司 感測器裝置及用於操作包含一核酸定序系統的方法
US10006910B2 (en) 2014-12-18 2018-06-26 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistors, systems, and methods for manufacturing and using the same
US10077472B2 (en) 2014-12-18 2018-09-18 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with power management
US9857328B2 (en) 2014-12-18 2018-01-02 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistors, systems and methods for manufacturing and using the same
US9859394B2 (en) 2014-12-18 2018-01-02 Agilome, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
TWI832669B (zh) 2014-12-18 2024-02-11 美商生命技術公司 具有傳輸器組態的高資料速率積體電路
US10020300B2 (en) 2014-12-18 2018-07-10 Agilome, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
US9863904B2 (en) * 2014-12-19 2018-01-09 Genia Technologies, Inc. Nanopore-based sequencing with varying voltage stimulus
US9557294B2 (en) 2014-12-19 2017-01-31 Genia Technologies, Inc. Nanopore-based sequencing with varying voltage stimulus
WO2016112125A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-14 Project Ft, Inc. Memoryless common-mode insensitive and low pulling vco
US10277848B2 (en) * 2015-01-13 2019-04-30 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of driving the same, and electronic apparatus
CN104614404B (zh) * 2015-02-06 2017-05-31 中国科学院微电子研究所 离子敏感场效应管传感器及其读出电路
WO2016154154A2 (en) 2015-03-23 2016-09-29 Edico Genome Corporation Method and system for genomic visualization
WO2016170833A1 (ja) * 2015-04-24 2016-10-27 ソニー株式会社 固体撮像素子、半導体装置、及び、電子機器
US10126262B2 (en) 2015-09-24 2018-11-13 Genia Technologies, Inc. Differential output of analog memories storing nanopore measurement samples
US10871466B2 (en) 2015-11-04 2020-12-22 Massachusetts Institute Of Technology Sensor systems and related fabrication techniques
CN105543071A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 严媚 一种用于高通量基因测序的cmos isfet双模式图像化学传感器芯片
CN108369200B (zh) 2015-12-16 2020-10-27 松下知识产权经营株式会社 气体传感器以及气体传感系统
US10068183B1 (en) 2017-02-23 2018-09-04 Edico Genome, Corp. Bioinformatics systems, apparatuses, and methods executed on a quantum processing platform
US20170270245A1 (en) 2016-01-11 2017-09-21 Edico Genome, Corp. Bioinformatics systems, apparatuses, and methods for performing secondary and/or tertiary processing
US10389960B2 (en) * 2016-01-15 2019-08-20 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensor with glow suppression output circuitry
US11624725B2 (en) * 2016-01-28 2023-04-11 Roswell Blotechnologies, Inc. Methods and apparatus for measuring analytes using polymerase in large scale molecular electronics sensor arrays
JP6239665B2 (ja) 2016-03-16 2017-11-29 株式会社東芝 半導体装置
US9955096B2 (en) * 2016-03-22 2018-04-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for high-speed down-sampled CMOS image sensor readout
WO2017201081A1 (en) 2016-05-16 2017-11-23 Agilome, Inc. Graphene fet devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
US10082481B2 (en) * 2016-07-07 2018-09-25 Sharp Life Science (Eu) Limited Bio-sensor pixel circuit with amplification
JP7005493B2 (ja) * 2016-07-15 2022-01-21 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および固体撮像素子の動作方法、撮像装置、並びに電子機器
JP6724640B2 (ja) * 2016-08-02 2020-07-15 株式会社デンソー 差動通信回路
CA3043130C (en) * 2016-11-07 2024-05-07 Dnae Diagnostics Limited Chemfet array
JP6837639B2 (ja) * 2017-02-16 2021-03-03 国立大学法人豊橋技術科学大学 イオン濃度分布測定装置
CN106921374B (zh) * 2017-02-16 2018-07-31 中国科学院半导体研究所 开关电容式isfet信号读取电路及其控制方法
CN107090404B (zh) * 2017-04-21 2019-08-13 京东方科技集团股份有限公司 一种基因测序芯片及基因测序方法、基因测序装置
US10270992B1 (en) * 2017-11-30 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Sampling device and method for reducing noise
EP3719840A4 (en) * 2017-11-30 2021-02-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. IMAGE CAPTURE DEVICE
CN108192802A (zh) * 2018-01-24 2018-06-22 中国科学院半导体研究所 Isfet阵列的放大和读出电路
KR102080655B1 (ko) * 2018-05-03 2020-02-24 삼성전기주식회사 위상 보상 기능을 갖는 가변이득 저잡음 증폭장치
JP7300185B2 (ja) * 2018-05-25 2023-06-29 公立大学法人大阪 化学センサ
US11738643B2 (en) 2019-02-27 2023-08-29 Clark Equipment Company Display integrated into door
ES2967296T3 (es) 2018-08-06 2024-04-29 Doosan Bobcat North America Inc Controles aumentados de pala cargadora
CN109884711B (zh) * 2018-11-23 2022-09-13 辽宁大学 一种基于感应原理的非接触式煤、岩带电监测传感器
EP3661192B1 (en) * 2018-11-30 2022-10-05 ams Sensors Belgium BVBA Pixel drive voltage generation using a charge pump
DE102019113539B9 (de) * 2019-05-21 2021-12-02 Tdk Corporation Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Multigassensors
US11387789B2 (en) 2019-06-05 2022-07-12 Qorvo Us, Inc. Charge pump tracker circuitry
US10771725B1 (en) * 2019-07-03 2020-09-08 Himax Imaging Limited Pixel circuit
CN112769417B (zh) * 2019-11-01 2022-05-20 雅特力科技(重庆)有限公司 时钟故障检测器
TWI768284B (zh) * 2020-01-21 2022-06-21 瑞昱半導體股份有限公司 串列資料處理裝置與資料偏移修正方法
CN113204504B (zh) * 2020-01-31 2024-03-12 瑞昱半导体股份有限公司 串行数据处理装置与数据偏移修正方法
US11122259B2 (en) * 2020-02-18 2021-09-14 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with voltage buffer for self-test
CN111314635B (zh) * 2020-03-17 2022-07-26 合肥富煌君达高科信息技术有限公司 一种高速cmos图像传感器电路
US20230333040A1 (en) * 2020-09-07 2023-10-19 Sony Semiconductor Solutions Corporation Potential measuring device
KR20220033298A (ko) 2020-09-09 2022-03-16 삼성전자주식회사 이미지 센서
US20220113305A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-14 Morton M. Mower System, apparatus, and method for viral monitoring in effluent
TWI788795B (zh) * 2021-02-26 2023-01-01 威強電工業電腦股份有限公司 電源管理電路及其系統
US20240310321A1 (en) * 2021-07-01 2024-09-19 The Research Foundation For The State University Of New York Differential pmos isfet-based ph sensor
US12003173B2 (en) 2021-11-09 2024-06-04 Qorvo Us, Inc. Direct current-to-direct current conversion system
TWI830307B (zh) * 2022-07-27 2024-01-21 茂達電子股份有限公司 具有減少控制複雜度機制的光感測器
CN115980453B (zh) * 2023-03-21 2023-07-11 中国电力科学研究院有限公司 电网阻抗智能感知方法、系统、计算机设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4490678A (en) * 1981-05-15 1984-12-25 Licentia Patent-Verwaltungs-G.M.B.H. Method of and an apparatus for measuring ion concentrations in solutions
US5600451A (en) * 1993-08-12 1997-02-04 Sony Corporation Charge transfer device and output circuit thereof
US6624637B1 (en) * 1998-12-16 2003-09-23 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess - und Regeltechnik mbH + Co. Device for measuring the concentrations in a measuring liquid
US20090127689A1 (en) * 2005-08-26 2009-05-21 Micron Technology, Inc. Microelectronic device packages, stacked microelectronic device packages, and methods for manufacturing microelectronic devices
US20100137143A1 (en) * 2008-10-22 2010-06-03 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes

Family Cites Families (543)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531258A (en) 1967-11-16 1970-09-29 Us Health Education & Welfare Apparatus for the automated synthesis of peptides
DE2413703C3 (de) 1974-03-21 1979-01-04 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen Ventilanordnung für die Zuführung flüssiger oder gasförmiger Substanzen zu einem Verarbeitungsgefäß
JPS5530312B2 (zh) 1975-01-16 1980-08-09
US5132418A (en) 1980-02-29 1992-07-21 University Patents, Inc. Process for preparing polynucleotides
JPS57136158A (en) * 1981-02-17 1982-08-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Ph electrode
GB2096824A (en) 1981-04-09 1982-10-20 Sibbald Alastair Chemically sensitive field effect transistor
FR2510260A1 (fr) * 1981-07-24 1983-01-28 Suisse Fond Rech Microtech Dispositif semiconducteur sensible aux ions
US4438354A (en) 1981-08-14 1984-03-20 American Microsystems, Incorporated Monolithic programmable gain-integrator stage
JPS5870155U (ja) 1981-11-06 1983-05-12 ヤマハ株式会社 電子機器用収納家具
US4411741A (en) 1982-01-12 1983-10-25 University Of Utah Apparatus and method for measuring the concentration of components in fluids
US4558845A (en) 1982-09-22 1985-12-17 Hunkapiller Michael W Zero dead volume valve
NL8302964A (nl) 1983-08-24 1985-03-18 Cordis Europ Inrichting voor het bepalen van de aktiviteit van een ion (pion) in een vloeistof.
NL8303792A (nl) 1983-11-03 1985-06-03 Cordis Europ Inrichting voorzien van een op een isfet gebaseerd meetcircuit; voor toepassing in het meetcircuit geschikte isfet en werkwijze ter vervaardiging van een in het meetcircuit toe te passen isfet.
JPS60128345A (ja) 1983-12-15 1985-07-09 Olympus Optical Co Ltd イオン濃度測定装置
US4660063A (en) 1985-03-18 1987-04-21 General Electric Company Immersion type ISFET
DE3513168A1 (de) 1985-04-12 1986-10-16 Thomas 8000 München Dandekar Biosensor bestehend aus einem halbleiter auf silizium oder kohlenstoffbasis (elektronischer teil) und nukleinbasen (od. anderen biol. monomeren)
US4743954A (en) 1985-06-07 1988-05-10 University Of Utah Integrated circuit for a chemical-selective sensor with voltage output
US4863849A (en) 1985-07-18 1989-09-05 New York Medical College Automatable process for sequencing nucleotide
EP0213825A3 (en) 1985-08-22 1989-04-26 Molecular Devices Corporation Multiple chemically modulated capacitance
GB8522785D0 (en) 1985-09-14 1985-10-16 Emi Plc Thorn Chemical-sensitive semiconductor device
US5140393A (en) 1985-10-08 1992-08-18 Sharp Kabushiki Kaisha Sensor device
US4822566A (en) 1985-11-19 1989-04-18 The Johns Hopkins University Optimized capacitive sensor for chemical analysis and measurement
JPS62237349A (ja) 1986-04-08 1987-10-17 Nec Corp 水素イオン濃度分布測定装置
US4864229A (en) 1986-05-03 1989-09-05 Integrated Ionics, Inc. Method and apparatus for testing chemical and ionic sensors
US4722830A (en) 1986-05-05 1988-02-02 General Electric Company Automated multiple stream analysis system
US5082788A (en) 1986-08-27 1992-01-21 Porton Instruments, Inc. Method of sequencing peptides and proteins using a valve block assembly
US5113870A (en) 1987-05-01 1992-05-19 Rossenfeld Joel P Method and apparatus for the analysis, display and classification of event related potentials by interpretation of P3 responses
JPS6413447A (en) * 1987-07-08 1989-01-18 Hitachi Ltd Ion selection electrode processing system
US4927736A (en) 1987-07-21 1990-05-22 Hoechst Celanese Corporation Hydroxy polyimides and high temperature positive photoresists therefrom
ATE147511T1 (de) 1988-02-08 1997-01-15 I Stat Corp Metalloxid-elektrode
US4971903A (en) 1988-03-25 1990-11-20 Edward Hyman Pyrophosphate-based method and apparatus for sequencing nucleic acids
US4874499A (en) 1988-05-23 1989-10-17 Massachusetts Institute Of Technology Electrochemical microsensors and method of making such sensors
DE3827314C1 (zh) * 1988-08-11 1989-10-19 Christoff Prof. Dr. Braeuchle
US5200051A (en) 1988-11-14 1993-04-06 I-Stat Corporation Wholly microfabricated biosensors and process for the manufacture and use thereof
US4893088A (en) 1988-11-16 1990-01-09 Harris Corporation Transimpedance focal plane processor
JPH02276466A (ja) * 1988-12-26 1990-11-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 昇圧回路
US4990974A (en) 1989-03-02 1991-02-05 Thunderbird Technologies, Inc. Fermi threshold field effect transistor
JPH02250331A (ja) 1989-03-24 1990-10-08 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
DE68925897T2 (de) 1989-04-28 1996-10-02 Ibm Gate-Array-Zelle, bestehend aus FET's von verschiedener und optimierter Grösse
JP2789109B2 (ja) 1989-05-25 1998-08-20 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
US5143854A (en) 1989-06-07 1992-09-01 Affymax Technologies N.V. Large scale photolithographic solid phase synthesis of polypeptides and receptor binding screening thereof
US6919211B1 (en) 1989-06-07 2005-07-19 Affymetrix, Inc. Polypeptide arrays
JP3001104B2 (ja) 1989-10-04 2000-01-24 オリンパス光学工業株式会社 センサー構造体及びその製造法
IT1238117B (it) * 1989-10-16 1993-07-07 Marelli Autronica Circuito a condensatori commutati, integrabile in tecnologia mos, con funzione di raddrizzatore a doppia semionda e di integratore
US5110441A (en) 1989-12-14 1992-05-05 Monsanto Company Solid state ph sensor
JP3120237B2 (ja) 1990-01-10 2000-12-25 セイコーインスツルメンツ株式会社 イメージセンサ
US6054034A (en) 1990-02-28 2000-04-25 Aclara Biosciences, Inc. Acrylic microchannels and their use in electrophoretic applications
US5126022A (en) 1990-02-28 1992-06-30 Soane Tecnologies, Inc. Method and device for moving molecules by the application of a plurality of electrical fields
JPH03287060A (ja) * 1990-04-03 1991-12-17 Hitachi Ltd 固体化学センサ
US5126759A (en) 1990-06-26 1992-06-30 Eastman Kodak Company Non-impact printer with token bit control of data and current regulation signals
US5202576A (en) 1990-08-29 1993-04-13 Texas Instruments Incorporated Asymmetrical non-volatile memory cell, arrays and methods for fabricating same
US5317407A (en) 1991-03-11 1994-05-31 General Electric Company Fixed-pattern noise correction circuitry for solid-state imager
KR940010562B1 (ko) 1991-09-06 1994-10-24 손병기 Ta_2O_5수소이온 감지막을 갖는 감이온 전계효과 트랜지스터의 제조방법
JPH0580115A (ja) 1991-09-19 1993-04-02 Fujitsu Ltd 不揮発性ランダムアクセスメモリ装置及び不揮発性ランダムアクセスメモリ装置における浮遊ゲート電圧レベルの検出方法
WO1993008464A1 (en) 1991-10-21 1993-04-29 Holm Kennedy James W Method and device for biochemical sensing
US5846708A (en) 1991-11-19 1998-12-08 Massachusetts Institiute Of Technology Optical and electrical methods and apparatus for molecule detection
JPH0577210U (ja) 1992-03-30 1993-10-22 株式会社ジャパン・マネージメント・システムズ 上 衣
JPH087772Y2 (ja) 1992-03-30 1996-03-04 新明和工業株式会社 中間ストリップ装置における切裂溝形成刃体
US5587128A (en) 1992-05-01 1996-12-24 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale polynucleotide amplification devices
US5637469A (en) 1992-05-01 1997-06-10 Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods and apparatus for the detection of an analyte utilizing mesoscale flow systems
US5498392A (en) 1992-05-01 1996-03-12 Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale polynucleotide amplification device and method
JPH0645875A (ja) 1992-07-24 1994-02-18 Nec Corp スイッチトキャパシタ回路
US5313984A (en) 1992-09-24 1994-05-24 Santa Barbara Research Center Multi-fluid, variable sequence, zero dead volume valve and system
DE4232532A1 (de) 1992-09-29 1994-04-28 Ct Fuer Intelligente Sensorik Anordnung und Verfahren zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von ionensensitiven Feldeffekttransistoren
JPH06138846A (ja) 1992-10-29 1994-05-20 Hitachi Ltd 液晶中間調表示方式
US5284566A (en) 1993-01-04 1994-02-08 Bacharach, Inc. Electrochemical gas sensor with wraparound reference electrode
US5436149A (en) 1993-02-19 1995-07-25 Barnes; Wayne M. Thermostable DNA polymerase with enhanced thermostability and enhanced length and efficiency of primer extension
WO1994026029A1 (en) 1993-04-26 1994-11-10 Unifet Incorporated Method and apparatus for multiplexing devices having long thermal time constants
DE69333722T2 (de) 1993-05-31 2005-12-08 Stmicroelectronics S.R.L., Agrate Brianza Verfahren zur Verbesserung der Haftung zwischen Dielektrikschichten, an ihrer Grenzfläche, in der Herstellung von Halbleiterbauelementen
US5965452A (en) 1996-07-09 1999-10-12 Nanogen, Inc. Multiplexed active biologic array
JPH07169861A (ja) 1993-12-14 1995-07-04 Nec Corp 不揮発性半導体記憶装置
US5414284A (en) 1994-01-19 1995-05-09 Baxter; Ronald D. ESD Protection of ISFET sensors
US6021172A (en) 1994-01-28 2000-02-01 California Institute Of Technology Active pixel sensor having intra-pixel charge transfer with analog-to-digital converter
CA2179309A1 (en) 1994-02-09 1995-08-17 Ted J. Hanagan Diagnostic flow cell device
JP3351088B2 (ja) * 1994-03-28 2002-11-25 松下電工株式会社 電源装置
US5439839A (en) 1994-07-13 1995-08-08 Winbond Electronics Corporation Self-aligned source/drain MOS process
US6001229A (en) 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
DE4430811C1 (de) 1994-08-30 1995-09-07 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Herstellen eines integrierten ionensensitiven Feldeffekttransistors in CMOS-Silizium-Planartechnologie
US6654505B2 (en) 1994-10-13 2003-11-25 Lynx Therapeutics, Inc. System and apparatus for sequential processing of analytes
US5631704A (en) 1994-10-14 1997-05-20 Lucent Technologies, Inc. Active pixel sensor and imaging system having differential mode
US5490971A (en) 1994-10-25 1996-02-13 Sippican, Inc. Chemical detector
US5585069A (en) 1994-11-10 1996-12-17 David Sarnoff Research Center, Inc. Partitioned microelectronic and fluidic device array for clinical diagnostics and chemical synthesis
US5830645A (en) 1994-12-09 1998-11-03 The Regents Of The University Of California Comparative fluorescence hybridization to nucleic acid arrays
US6001299A (en) 1995-02-21 1999-12-14 Japan Vilene Company, Ltd. Process and apparatus for manufacturing an electret article
DE19512117A1 (de) 1995-04-04 1996-10-10 Itt Ind Gmbh Deutsche Meßeinrichtung
US5719033A (en) * 1995-06-28 1998-02-17 Motorola, Inc. Thin film transistor bio/chemical sensor
US5856174A (en) 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
FR2736205B1 (fr) 1995-06-30 1997-09-19 Motorola Semiconducteurs Dispositif detecteur a semiconducteur et son procede de formation
US6291166B1 (en) 1997-04-16 2001-09-18 Xtrana, Inc. Nucleic acid archiving
US5646558A (en) 1995-09-27 1997-07-08 Intel Corporation Plurality of distinct multiplexers that operate as a single multiplexer
US5702964A (en) 1995-10-17 1997-12-30 Lg Semicon, Co., Ltd. Method for forming a semiconductor device having a floating gate
US6825047B1 (en) 1996-04-03 2004-11-30 Applera Corporation Device and method for multiple analyte detection
US6074827A (en) 1996-07-30 2000-06-13 Aclara Biosciences, Inc. Microfluidic method for nucleic acid purification and processing
CA2263851A1 (en) * 1996-08-21 1998-02-26 Damien Dunnington Rapid process for arraying and synthesizing bead-based combinatorial libraries
JPH1078827A (ja) 1996-09-02 1998-03-24 Yokogawa Electric Corp Ｉｃのスタート回路
GB9620209D0 (en) 1996-09-27 1996-11-13 Cemu Bioteknik Ab Method of sequencing DNA
US5894284A (en) 1996-12-02 1999-04-13 Motorola, Inc. Common-mode output sensing circuit
US5958703A (en) 1996-12-03 1999-09-28 Glaxo Group Limited Use of modified tethers in screening compound libraries
US6458547B1 (en) 1996-12-12 2002-10-01 Prolume, Ltd. Apparatus and method for detecting and identifying infectious agents
DE19653439A1 (de) 1996-12-20 1998-07-02 Svante Dr Paeaebo Verfahren zur direkten, exponentiellen Amplifikation und Sequenzierung von DNA Molekülen und dessen Anwendung
US6605428B2 (en) 1996-12-20 2003-08-12 Roche Diagnostics Gmbh Method for the direct, exponential amplification and sequencing of DNA molecules and its application
US20030215857A1 (en) 1996-12-20 2003-11-20 Roche Diagnostics Gmbh Method for the direct, exponential amplification and sequencing of DNA molecules and its application
US5912560A (en) 1997-02-25 1999-06-15 Waferscale Integration Inc. Charge pump circuit for voltage boosting in integrated semiconductor circuits
US5793230A (en) 1997-02-26 1998-08-11 Sandia Corporation Sensor readout detector circuit
US6197557B1 (en) 1997-03-05 2001-03-06 The Regents Of The University Of Michigan Compositions and methods for analysis of nucleic acids
US7622294B2 (en) 1997-03-14 2009-11-24 Trustees Of Tufts College Methods for detecting target analytes and enzymatic reactions
US6327410B1 (en) 1997-03-14 2001-12-04 The Trustees Of Tufts College Target analyte sensors utilizing Microspheres
US6391622B1 (en) 1997-04-04 2002-05-21 Caliper Technologies Corp. Closed-loop biochemical analyzers
US6872527B2 (en) 1997-04-16 2005-03-29 Xtrana, Inc. Nucleic acid archiving
US5944970A (en) 1997-04-29 1999-08-31 Honeywell Inc. Solid state electrochemical sensors
US5911873A (en) 1997-05-02 1999-06-15 Rosemount Analytical Inc. Apparatus and method for operating an ISFET at multiple drain currents and gate-source voltages allowing for diagnostics and control of isopotential points
US7220550B2 (en) 1997-05-14 2007-05-22 Keensense, Inc. Molecular wire injection sensors
US6969488B2 (en) 1998-05-22 2005-11-29 Solexa, Inc. System and apparatus for sequential processing of analytes
CA2291180A1 (en) 1997-05-23 1998-11-26 Lynx Therapeutics, Inc. System and apparatus for sequential processing of analytes
JP4231560B2 (ja) 1997-05-29 2009-03-04 株式会社堀場製作所 化学量の分布の電気化学的測定方法および装置
US6002299A (en) 1997-06-10 1999-12-14 Cirrus Logic, Inc. High-order multipath operational amplifier with dynamic offset reduction, controlled saturation current limiting, and current feedback for enhanced conditional stability
FR2764702B1 (fr) 1997-06-11 1999-09-03 Lyon Ecole Centrale Procede d'identification et/ou de dosage de substances biologiques, presentes dans un liquide conducteur, dispositif et capteur d'affinite utiles pour la mise en oeuvre de ce procede
US5923421A (en) 1997-07-24 1999-07-13 Lockheed Martin Energy Research Corporation Chemical detection using calorimetric spectroscopy
US6465178B2 (en) 1997-09-30 2002-10-15 Surmodics, Inc. Target molecule attachment to surfaces
WO1999019341A1 (en) 1997-10-10 1999-04-22 President & Fellows Of Harvard College Replica amplification of nucleic acid arrays
US6511803B1 (en) 1997-10-10 2003-01-28 President And Fellows Of Harvard College Replica amplification of nucleic acid arrays
US6485944B1 (en) 1997-10-10 2002-11-26 President And Fellows Of Harvard College Replica amplification of nucleic acid arrays
US6803019B1 (en) 1997-10-15 2004-10-12 Aclara Biosciences, Inc. Laminate microstructure device and method for making same
KR100251528B1 (ko) 1997-10-22 2000-04-15 김덕중 복수개의 센스 소오스 패드를 구비한 센스 전계효과 트랜지스터
US6369737B1 (en) 1997-10-30 2002-04-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for converting a low dynamic range analog signal to a large dynamic range floating-point digital representation
EP0928101A3 (en) 1997-12-31 2001-05-02 Texas Instruments Incorporated CMOS area array sensors
JP4183789B2 (ja) 1998-01-14 2008-11-19 株式会社堀場製作所 物理現象および／または化学現象の検出装置
US7090975B2 (en) 1998-03-13 2006-08-15 Promega Corporation Pyrophosphorolysis and incorporation of nucleotide method for nucleic acid detection
JP4482228B2 (ja) 1998-04-09 2010-06-16 カリフォルニア・インスティテュート・オブ・テクノロジー アナライト検出のための電子技術
US6780591B2 (en) 1998-05-01 2004-08-24 Arizona Board Of Regents Method of determining the nucleotide sequence of oligonucleotides and DNA molecules
JP3813818B2 (ja) 1998-05-01 2006-08-23 アリゾナ ボード オブ リージェンツ オリゴヌクレオチドおよびｄｎａ分子のヌクレオチド配列の決定方法
US7875440B2 (en) 1998-05-01 2011-01-25 Arizona Board Of Regents Method of determining the nucleotide sequence of oligonucleotides and DNA molecules
EP2360271A1 (en) 1998-06-24 2011-08-24 Illumina, Inc. Decoding of array sensors with microspheres
US6195585B1 (en) 1998-06-26 2001-02-27 Advanced Bionics Corporation Remote monitoring of implantable cochlear stimulator
US6787111B2 (en) 1998-07-02 2004-09-07 Amersham Biosciences (Sv) Corp. Apparatus and method for filling and cleaning channels and inlet ports in microchips used for biological analysis
JP4137239B2 (ja) * 1998-08-03 2008-08-20 株式会社堀場製作所 Ｉｓｆｅｔアレイ
US6191444B1 (en) 1998-09-03 2001-02-20 Micron Technology, Inc. Mini flash process and circuit
KR100324914B1 (ko) 1998-09-25 2002-02-28 니시무로 타이죠 기판의 검사방법
WO2000028337A2 (en) 1998-11-06 2000-05-18 Onguard Systems, Inc. Electronic circuit with a non-continuous discharge path
JP2002532717A (ja) 1998-12-11 2002-10-02 サイミックス テクノロジーズ、インク 迅速な物質特性評価のためのセンサ配列に基づくシステム及びその方法
AU772281B2 (en) 1998-12-14 2004-04-22 Li-Cor Inc. A system and methods for nucleic acid sequencing of single molecules by polymerase synthesis
US6429027B1 (en) 1998-12-28 2002-08-06 Illumina, Inc. Composite arrays utilizing microspheres
US6361671B1 (en) 1999-01-11 2002-03-26 The Regents Of The University Of California Microfabricated capillary electrophoresis chip and method for simultaneously detecting multiple redox labels
GB9901475D0 (en) 1999-01-22 1999-03-17 Pyrosequencing Ab A method of DNA sequencing
US20020150909A1 (en) 1999-02-09 2002-10-17 Stuelpnagel John R. Automated information processing in randomly ordered arrays
WO2000051191A1 (en) 1999-02-22 2000-08-31 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem A hybrid electrical device with biological components
EP1163369B1 (en) 1999-02-23 2011-05-04 Caliper Life Sciences, Inc. Sequencing by incorporation
US20050191698A1 (en) 1999-04-20 2005-09-01 Illumina, Inc. Nucleic acid sequencing using microsphere arrays
US20030108867A1 (en) 1999-04-20 2003-06-12 Chee Mark S Nucleic acid sequencing using microsphere arrays
US6355431B1 (en) 1999-04-20 2002-03-12 Illumina, Inc. Detection of nucleic acid amplification reactions using bead arrays
US6455319B1 (en) * 1999-05-10 2002-09-24 California Institute Of Technology Use of spatiotemporal response behavior in sensor arrays to detect analytes in fluids
US6399952B1 (en) 1999-05-12 2002-06-04 Aclara Biosciences, Inc. Multiplexed fluorescent detection in microfluidic devices
US7097973B1 (en) 1999-06-14 2006-08-29 Alpha Mos Method for monitoring molecular species within a medium
US6818395B1 (en) 1999-06-28 2004-11-16 California Institute Of Technology Methods and apparatus for analyzing polynucleotide sequences
US6589779B1 (en) 1999-07-16 2003-07-08 Board Of Regents, The University Of Texas System General signaling protocol for chemical receptors in immobilized matrices
US6459398B1 (en) 1999-07-20 2002-10-01 D.S.P.C. Technologies Ltd. Pulse modulated digital to analog converter (DAC)
US6977145B2 (en) 1999-07-28 2005-12-20 Serono Genetics Institute S.A. Method for carrying out a biochemical protocol in continuous flow in a microreactor
US6423536B1 (en) 1999-08-02 2002-07-23 Molecular Dynamics, Inc. Low volume chemical and biochemical reaction system
US7244559B2 (en) 1999-09-16 2007-07-17 454 Life Sciences Corporation Method of sequencing a nucleic acid
US6274320B1 (en) 1999-09-16 2001-08-14 Curagen Corporation Method of sequencing a nucleic acid
US7211390B2 (en) 1999-09-16 2007-05-01 454 Life Sciences Corporation Method of sequencing a nucleic acid
US6671341B1 (en) 1999-09-17 2003-12-30 Agere Systems, Inc. Glitch-free phase switching synthesizer
US7124221B1 (en) 1999-10-19 2006-10-17 Rambus Inc. Low latency multi-level communication interface
US6878255B1 (en) 1999-11-05 2005-04-12 Arrowhead Center, Inc. Microfluidic devices with thick-film electrochemical detection
GB9926956D0 (en) 1999-11-13 2000-01-12 Koninkl Philips Electronics Nv Amplifier
US6518024B2 (en) 1999-12-13 2003-02-11 Motorola, Inc. Electrochemical detection of single base extension
EP1241266A4 (en) 1999-12-10 2004-11-17 Toyo Boseki METHOD FOR DETECTING NUCLEIC ACID POLYMORPHISMS
US20030148301A1 (en) 1999-12-10 2003-08-07 Toshiya Aono Method of detecting nucleotide polymorphism
JP2001175340A (ja) 1999-12-14 2001-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電位発生回路
US6372291B1 (en) 1999-12-23 2002-04-16 Applied Materials, Inc. In situ deposition and integration of silicon nitride in a high density plasma reactor
DE19963509A1 (de) 1999-12-28 2001-07-05 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung hochreiner Schwefelsäure
US6515534B2 (en) 1999-12-30 2003-02-04 Intel Corporation Enhanced conductivity body biased PMOS driver
JP4674307B2 (ja) 2000-02-14 2011-04-20 エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム 利得が制御可能な電流／電圧変換器及びこのような変換器を有する信号処理回路
CA2388738A1 (en) 2000-02-15 2001-08-23 Lynx Therapeutics, Inc. Data analysis and display system for ligation-based dna sequencing
EP1967595A3 (en) 2000-02-16 2008-12-03 Illumina, Inc. Parallel genotyping of multiple patient samples
US6649416B1 (en) 2000-02-18 2003-11-18 Trustees Of Tufts College Intelligent electro-optical sensor array and method for analyte detection
FR2805826B1 (fr) 2000-03-01 2002-09-20 Nucleica Nouvelles puces a adn
ES2420279T3 (es) 2000-03-02 2013-08-23 Microchips, Inc. Dispositivos microfabricados y métodos para almacenamiento y exposición selectiva de productos químicos
JP3442338B2 (ja) 2000-03-17 2003-09-02 株式会社日立製作所 Ｄｎａ分析装置、ｄｎａ塩基配列決定装置、ｄｎａ塩基配列決定方法、および反応モジュール
US6856161B2 (en) 2000-03-30 2005-02-15 Infineon Technologies Ag Sensor array and method for detecting the condition of a transistor in a sensor array
US20040002470A1 (en) 2000-04-13 2004-01-01 Tim Keith Novel human gene relating to respiratory diseases, obesity, and inflammatory bowel disease
US6413792B1 (en) 2000-04-24 2002-07-02 Eagle Research Development, Llc Ultra-fast nucleic acid sequencing device and a method for making and using the same
US8232582B2 (en) 2000-04-24 2012-07-31 Life Technologies Corporation Ultra-fast nucleic acid sequencing device and a method for making and using the same
EP1285252A1 (en) 2000-04-24 2003-02-26 Eagle Research &amp; Development, LLC An ultra-fast nucleic acid sequencing device and a method for making and using the same
US7001792B2 (en) 2000-04-24 2006-02-21 Eagle Research & Development, Llc Ultra-fast nucleic acid sequencing device and a method for making and using the same
US7682837B2 (en) * 2000-05-05 2010-03-23 Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University Devices and methods to form a randomly ordered array of magnetic beads and uses thereof
US8133698B2 (en) 2000-05-15 2012-03-13 Silver James H Sensors for detecting substances indicative of stroke, ischemia, infection or inflammation
US20020042388A1 (en) 2001-05-01 2002-04-11 Cooper Mark J. Lyophilizable and enhanced compacted nucleic acids
US20020168678A1 (en) 2000-06-07 2002-11-14 Li-Cor, Inc. Flowcell system for nucleic acid sequencing
US6482639B2 (en) 2000-06-23 2002-11-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Microelectronic device and method for label-free detection and quantification of biological and chemical molecules
AU2001282881B2 (en) 2000-07-07 2007-06-14 Visigen Biotechnologies, Inc. Real-time sequence determination
US6611037B1 (en) 2000-08-28 2003-08-26 Micron Technology, Inc. Multi-trench region for accumulation of photo-generated charge in a CMOS imager
US6939451B2 (en) 2000-09-19 2005-09-06 Aclara Biosciences, Inc. Microfluidic chip having integrated electrodes
CA2425476C (en) 2000-10-10 2011-02-01 Biotrove, Inc. Apparatus for assay, synthesis and storage, and methods of manufacture, use, and manipulation thereof
US6537881B1 (en) 2000-10-16 2003-03-25 Advanced Micro Devices, Inc. Process for fabricating a non-volatile memory device
US6558626B1 (en) 2000-10-17 2003-05-06 Nomadics, Inc. Vapor sensing instrument for ultra trace chemical detection
US20020155476A1 (en) 2000-10-20 2002-10-24 Nader Pourmand Transient electrical signal based methods and devices for characterizing molecular interaction and/or motion in a sample
US6770472B2 (en) 2000-11-17 2004-08-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Direct DNA sequencing with a transcription protein and a nanometer scale electrometer
KR20090049095A (ko) 2000-12-11 2009-05-15 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하버드 칼리지 나노센서
GB2370410A (en) * 2000-12-22 2002-06-26 Seiko Epson Corp Thin film transistor sensor
DE10065013B4 (de) 2000-12-23 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements
KR20020055785A (ko) 2000-12-29 2002-07-10 구본준, 론 위라하디락사 횡전계 방식의 액정표시장치
WO2002079514A1 (en) 2001-01-10 2002-10-10 The Trustees Of Boston College Dna-bridged carbon nanotube arrays
JP2002221510A (ja) 2001-01-26 2002-08-09 Japan Science & Technology Corp 蓄積型化学・物理現象検出装置
JP4809983B2 (ja) 2001-02-14 2011-11-09 明彦 谷岡 生体高分子とリガンドとの相互作用を検出する装置及びその方法
EP1236804A1 (en) 2001-03-02 2002-09-04 Boehringer Mannheim Gmbh A method for determination of a nucleic acid using a control
GB0105831D0 (en) 2001-03-09 2001-04-25 Toumaz Technology Ltd Method for dna sequencing utilising enzyme linked field effect transistors
DE10111458B4 (de) 2001-03-09 2008-09-11 Siemens Ag Analyseeinrichtung
US8114591B2 (en) 2001-03-09 2012-02-14 Dna Electronics Ltd. Sensing apparatus and method
CA2440754A1 (en) 2001-03-12 2002-09-19 Stephen Quake Methods and apparatus for analyzing polynucleotide sequences by asynchronous base extension
US7027932B2 (en) * 2001-03-21 2006-04-11 Olympus Optical Co., Ltd. Biochemical examination method
JP2002272463A (ja) 2001-03-22 2002-09-24 Olympus Optical Co Ltd 一塩基多型の型を判定する方法
US20050058990A1 (en) 2001-03-24 2005-03-17 Antonio Guia Biochip devices for ion transport measurement, methods of manufacture, and methods of use
US20040146849A1 (en) 2002-01-24 2004-07-29 Mingxian Huang Biochips including ion transport detecting structures and methods of use
AU2002307152A1 (en) 2001-04-06 2002-10-21 California Institute Of Technology Nucleic acid amplification utilizing microfluidic devices
US6418968B1 (en) 2001-04-20 2002-07-16 Nanostream, Inc. Porous microfluidic valves
KR100442838B1 (ko) 2001-12-11 2004-08-02 삼성전자주식회사 프로브의 고정화 검출방법 및 상기 프로브와 표적시료의결합정도 검출방법
EP1392860B1 (en) 2001-04-23 2008-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for fabricating a molecular detection chip
KR100455283B1 (ko) 2001-04-23 2004-11-08 삼성전자주식회사 물질 유로의 측벽에 형성된 ｍｏｓｆｅｔ으로 이루어진물질 검출용 칩, 이를 포함하는 물질 검출 장치, 이의제조 방법 및 물질 검출 장치를 이용한 물질 검출 방법
US6424571B1 (en) * 2001-05-01 2002-07-23 Micron Technology, Inc. Sense amplifier with data line precharge through a self-bias circuit and a precharge circuit
US6571189B2 (en) 2001-05-14 2003-05-27 Hewlett-Packard Company System and method for scanner calibration
US20040023253A1 (en) 2001-06-11 2004-02-05 Sandeep Kunwar Device structure for closely spaced electrodes
US20030096268A1 (en) 2001-07-06 2003-05-22 Michael Weiner Method for isolation of independent, parallel chemical micro-reactions using a porous filter
US7668697B2 (en) * 2006-02-06 2010-02-23 Andrei Volkov Method for analyzing dynamic detectable events at the single molecule level
DE10133363A1 (de) 2001-07-10 2003-01-30 Infineon Technologies Ag Messzelle und Messfeld mit solchen Messzellen sowie Verwendung einer Messzelle und Verwendung eines Messfeldes
US7485443B2 (en) 2001-07-17 2009-02-03 Northwestern University Solid-phase reactions
JP2003032908A (ja) * 2001-07-19 2003-01-31 Nisshinbo Ind Inc キャパシタ組電池、その制御方法、その制御装置及び自動車用蓄電システム
ATE471369T1 (de) 2001-07-30 2010-07-15 Meso Scale Technologies Llc Assay-elektroden mit schichten aus immobilisiertem lipid/protein sowie verfahren zu deren herstellung und verwendung
US6490220B1 (en) 2001-08-13 2002-12-03 Micron Technology, Inc. Method for reliably shutting off oscillator pulses to a charge-pump
JP4623887B2 (ja) 2001-08-27 2011-02-02 オー・エイチ・ティー株式会社 検査装置用センサ及び検査装置
US6929944B2 (en) 2001-08-31 2005-08-16 Beckman Coulter, Inc. Analysis using a distributed sample
GB0121602D0 (en) 2001-09-06 2001-10-24 Randox Lab Ltd Molecular array
US20030054396A1 (en) 2001-09-07 2003-03-20 Weiner Michael P. Enzymatic light amplification
DE10151021A1 (de) 2001-10-16 2003-04-30 Infineon Technologies Ag Sensor-Anordnung
DE10151020A1 (de) * 2001-10-16 2003-04-30 Infineon Technologies Ag Schaltkreis-Anordnung, Sensor-Array und Biosensor-Array
US6795117B2 (en) 2001-11-06 2004-09-21 Candela Microsystems, Inc. CMOS image sensor with noise cancellation
US20030124599A1 (en) 2001-11-14 2003-07-03 Shiping Chen Biochemical analysis system with combinatorial chemistry applications
JP4195859B2 (ja) * 2001-11-16 2008-12-17 株式会社バイオエックス Ｆｅｔ型センサと、そのセンサを用いたイオン濃度検出方法及び塩基配列検出方法
WO2003052097A1 (en) 2001-12-19 2003-06-26 Hitachi High-Technologies Corporation Potentiometric dna microarray, process for producing the same and method of analyzing nucleic acid
US20050106587A1 (en) 2001-12-21 2005-05-19 Micronas Gmbh Method for determining of nucleic acid analytes
US6518146B1 (en) 2002-01-09 2003-02-11 Motorola, Inc. Semiconductor device structure and method for forming
FR2835058B1 (fr) 2002-01-21 2004-03-12 Centre Nat Rech Scient Procede de detection d'au moins un parametre caracteristique de molecules sondes fixees sur au moins une zone active d'un capteur
US7772383B2 (en) 2002-01-25 2010-08-10 The Trustees Of Princeton University Chemical PCR: Compositions for enhancing polynucleotide amplification reactions
KR100403637B1 (ko) 2002-01-26 2003-10-30 삼성전자주식회사 출력 일그러짐을 최소화하는 파워 앰프 클리핑 회로
US6614301B2 (en) 2002-01-31 2003-09-02 Intel Corporation Differential amplifier offset adjustment
US7276749B2 (en) 2002-02-05 2007-10-02 E-Phocus, Inc. Image sensor with microcrystalline germanium photodiode layer
US6926865B2 (en) 2002-02-11 2005-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for detecting DNA hybridization
JP2003258128A (ja) 2002-02-27 2003-09-12 Nec Electronics Corp 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法ならびにその動作方法
JP2003262607A (ja) * 2002-03-11 2003-09-19 Horiba Ltd 化学濃度センサ
US7223371B2 (en) 2002-03-14 2007-05-29 Micronics, Inc. Microfluidic channel network device
US6953958B2 (en) 2002-03-19 2005-10-11 Cornell Research Foundation, Inc. Electronic gain cell based charge sensor
JP2003279532A (ja) 2002-03-22 2003-10-02 Horiba Ltd 化学濃度センサおよび化学濃度センサの製造方法
JP3856380B2 (ja) 2002-04-26 2006-12-13 テイカ株式会社 コンポジット圧電振動子およびその製造方法
JP2003322633A (ja) 2002-05-01 2003-11-14 Seiko Epson Corp センサセル、バイオセンサ及びこれらの製造方法
TW533593B (en) * 2002-05-20 2003-05-21 Univ Nat Yunlin Sci & Tech Method of manufacturing amorphous hydrocarbon pH ion sensitive field effect transistor and method and device of measuring temperature parameter, drift and hysteresis thereof
US20030215791A1 (en) * 2002-05-20 2003-11-20 Applied Spectral Imaging Ltd. Method of and system for multiplexed analysis by spectral imaging
KR100468733B1 (ko) 2002-06-07 2005-01-29 삼성전자주식회사 스큐드 버스 구동 방법 및 회로
US6828685B2 (en) 2002-06-14 2004-12-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memory device having a semiconducting polymer film
US6894930B2 (en) 2002-06-19 2005-05-17 Sandisk Corporation Deep wordline trench to shield cross coupling between adjacent cells for scaled NAND
US20040136866A1 (en) 2002-06-27 2004-07-15 Nanosys, Inc. Planar nanowire based sensor elements, devices, systems and methods for using and making same
US7092757B2 (en) 2002-07-12 2006-08-15 Cardiac Pacemakers, Inc. Minute ventilation sensor with dynamically adjusted excitation current
US6885827B2 (en) 2002-07-30 2005-04-26 Amplification Technologies, Inc. High sensitivity, high resolution detection of signals
WO2004017423A2 (de) * 2002-07-31 2004-02-26 Infineon Technologies Ag Sensor-anordnung
US7842377B2 (en) 2003-08-08 2010-11-30 Boston Scientific Scimed, Inc. Porous polymeric particle comprising polyvinyl alcohol and having interior to surface porosity-gradient
JP3980030B2 (ja) 2002-08-12 2007-09-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ Ｄｎａマイクロアレイを用いた核酸検出方法及び核酸検出装置
US7267751B2 (en) 2002-08-20 2007-09-11 Nanogen, Inc. Programmable multiplexed active biologic array
GB0219541D0 (en) 2002-08-22 2002-10-02 Secr Defence Method and apparatus for stand-off chemical detection
JP4092990B2 (ja) 2002-09-06 2008-05-28 株式会社日立製作所 生体および化学試料検査装置
US8449824B2 (en) 2002-09-09 2013-05-28 Yizhong Sun Sensor instrument system including method for detecting analytes in fluids
US7595883B1 (en) 2002-09-16 2009-09-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Biological analysis arrangement and approach therefor
SE0202867D0 (sv) 2002-09-27 2002-09-27 Pyrosequencing Ab New sequencing method
CN1500887A (zh) 2002-10-01 2004-06-02 松下电器产业株式会社 引物伸长反应检测方法、碱基种类判别方法及其装置
AU2003282548A1 (en) 2002-10-10 2004-05-04 Nanosys, Inc. Nano-chem-fet based biosensors
DE10247889A1 (de) 2002-10-14 2004-04-22 Infineon Technologies Ag Sensor-Anordnung und Verfahren zum Betreiben einer Sensor-Anordnung
US20040079636A1 (en) 2002-10-25 2004-04-29 Chin Hsia Biomedical ion sensitive semiconductor sensor and sensor array
US7053439B2 (en) 2002-10-29 2006-05-30 Edwin Kan Chemoreceptive semiconductor structure
US6700814B1 (en) 2002-10-30 2004-03-02 Motorola, Inc. Sense amplifier bias circuit for a memory having at least two distinct resistance states
JP4608317B2 (ja) 2002-11-01 2011-01-12 ジョージア・テック・リサーチ・コーポレーション 犠牲組成物、その使用方法、及びその分解方法
DE10251757B4 (de) 2002-11-05 2006-03-09 Micronas Holding Gmbh Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von in einer zu untersuchenden Probe enthaltenen Liganden
US7022288B1 (en) 2002-11-13 2006-04-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Chemical detection sensor system
US20040130377A1 (en) * 2002-11-26 2004-07-08 Akira Takeda Switched capacitor amplifier circuit and electronic device
DE10255755B4 (de) 2002-11-28 2006-07-13 Schneider, Christian, Dr. Integrierte elektronische Schaltung mit Feldeffekt-Sensoren zum Nachweis von Biomolekülen
JPWO2004051231A1 (ja) 2002-11-29 2006-04-06 日本電気株式会社 分離装置および分離方法
US7163659B2 (en) 2002-12-03 2007-01-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Free-standing nanowire sensor and method for detecting an analyte in a fluid
WO2004052540A2 (en) 2002-12-05 2004-06-24 Protasis Corporation Configurable microfluidic substrate assembly
US20040197803A1 (en) 2002-12-06 2004-10-07 Hidenobu Yaku Method, primer and kit for determining base type
WO2005003375A2 (en) 2003-01-29 2005-01-13 454 Corporation Methods of amplifying and sequencing nucleic acids
US7575865B2 (en) 2003-01-29 2009-08-18 454 Life Sciences Corporation Methods of amplifying and sequencing nucleic acids
US20050006234A1 (en) 2003-02-13 2005-01-13 Arjang Hassibi Semiconductor electrochemical bio-sensor array
US7317484B2 (en) 2003-02-26 2008-01-08 Digital Imaging Systems Gmbh CMOS APS readout scheme that combines reset drain current and the source follower output
US20070262363A1 (en) 2003-02-28 2007-11-15 Board Of Regents, University Of Texas System Low temperature fabrication of discrete silicon-containing substrates and devices
KR100700126B1 (ko) * 2003-03-10 2007-03-28 가시오게산키 가부시키가이샤 Ｄｎａ 분석 장치, ｄｎａ 센서, 그리고 분석 방법
JP4586329B2 (ja) 2003-03-10 2010-11-24 カシオ計算機株式会社 Ｄｎａ分析装置及び分析方法
TW586228B (en) 2003-03-19 2004-05-01 Univ Chung Yuan Christian Method for fabricating a titanium nitride sensing membrane on an EGFET
TWI235236B (en) 2003-05-09 2005-07-01 Univ Chung Yuan Christian Ion-sensitive circuit
JP2004343441A (ja) 2003-05-15 2004-12-02 Denso Corp 受光回路および距離計測装置
JP3760411B2 (ja) 2003-05-21 2006-03-29 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション アクティブマトリックスパネルの検査装置、検査方法、およびアクティブマトリックスｏｌｅｄパネルの製造方法
US7045849B2 (en) 2003-05-21 2006-05-16 Sandisk Corporation Use of voids between elements in semiconductor structures for isolation
US7291496B2 (en) 2003-05-22 2007-11-06 University Of Hawaii Ultrasensitive biochemical sensor
WO2004109282A1 (en) 2003-06-10 2004-12-16 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Electronic device for communication with living cells
US7250115B2 (en) 2003-06-12 2007-07-31 Agilent Technologies, Inc Nanopore with resonant tunneling electrodes
US6795006B1 (en) 2003-07-18 2004-09-21 Zarlink Semiconductor Ab Integrator reset mechanism
WO2005015156A2 (en) 2003-08-04 2005-02-17 Idaho Research Foundation, Inc. Molecular detector
US7151398B2 (en) 2003-08-26 2006-12-19 Integrated Device Technology, Inc. Clock signal generators having programmable full-period clock skew control
JP2005077210A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 National Institute For Materials Science 生体分子検出素子及びそれを用いた核酸解析方法
TWI223062B (en) 2003-09-03 2004-11-01 Univ Chung Yuan Christian Manufacture of an array pH sensor and device of its readout circuit
WO2005029040A2 (en) 2003-09-18 2005-03-31 Parallele Biosciences, Inc. System and methods for enhancing signal-to-noise ratios of microarray-based measurements
GB0322010D0 (en) 2003-09-19 2003-10-22 Univ Cambridge Tech Detection of molecular interactions using field effect transistors
JP2005124126A (ja) 2003-09-24 2005-05-12 Seiko Epson Corp インピーダンス回路網、これを用いたフィルタ回路、増幅回路、半導体集積回路、電子機器及び無線通信装置
US7008550B2 (en) 2003-09-25 2006-03-07 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for forming a read transducer by ion milling and chemical mechanical polishing to eliminate nonuniformity near the MR sensor
GB0323224D0 (en) 2003-10-03 2003-11-05 Rolls Royce Plc A module for a fuel cell stack
US20070087401A1 (en) 2003-10-17 2007-04-19 Andy Neilson Analysis of metabolic activity in cells using extracellular flux rate measurements
WO2005043160A2 (en) 2003-10-31 2005-05-12 University Of Hawaii Ultrasensitive biochemical sensing platform
US7981362B2 (en) 2003-11-04 2011-07-19 Meso Scale Technologies, Llc Modular assay plates, reader systems and methods for test measurements
US20050095602A1 (en) 2003-11-04 2005-05-05 West Jason A. Microfluidic integrated microarrays for biological detection
US7067886B2 (en) 2003-11-04 2006-06-27 International Business Machines Corporation Method of assessing potential for charging damage in SOI designs and structures for eliminating potential for damage
DE10352917A1 (de) 2003-11-11 2005-06-16 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Sensoranordnung mit mehreren potentiometrischen Sensoren
US7169560B2 (en) 2003-11-12 2007-01-30 Helicos Biosciences Corporation Short cycle methods for sequencing polynucleotides
KR100566283B1 (ko) 2003-11-26 2006-03-30 삼성전자주식회사 회전/누름 겸용 입력 장치를 장착한 이동통신단말기와그의 따른 데이터 입력방법
WO2005054431A2 (en) 2003-12-01 2005-06-16 454 Corporation Method for isolation of independent, parallel chemical micro-reactions using a porous filter
US7279588B2 (en) 2003-12-02 2007-10-09 Seoul National University Foundation Dinuclear metal complex and pyrophosphate assay using the same
EP1697749B1 (en) 2003-12-22 2013-04-17 Imec The use of microelectronic structures for patterned deposition of molecules onto surfaces
US6998666B2 (en) 2004-01-09 2006-02-14 International Business Machines Corporation Nitrided STI liner oxide for reduced corner device impact on vertical device performance
US7462512B2 (en) 2004-01-12 2008-12-09 Polytechnic University Floating gate field effect transistors for chemical and/or biological sensing
US20050156584A1 (en) 2004-01-21 2005-07-21 Rosemount Analytical Inc. Ion sensitive field effect transistor (ISFET) sensor with improved gate configuration
JP4065855B2 (ja) 2004-01-21 2008-03-26 株式会社日立製作所 生体および化学試料検査装置
WO2005073410A2 (en) 2004-01-28 2005-08-11 454 Corporation Nucleic acid amplification with continuous flow emulsion
JP3903183B2 (ja) 2004-02-03 2007-04-11 独立行政法人物質・材料研究機構 遺伝子検出電界効果デバイスおよびこれを用いた遺伝子多型解析方法
US7129883B2 (en) 2004-02-23 2006-10-31 Sony Corporation Method and apparatus for AD conversion, semiconductor device for detecting distribution of physical quantity, and electronic apparatus
US20060007248A1 (en) * 2004-06-29 2006-01-12 Damoder Reddy Feedback control system and method for operating a high-performance stabilized active-matrix emissive display
JP2005242001A (ja) 2004-02-26 2005-09-08 Agilent Technol Inc Ｔｆｔアレイ試験方法
EP1718769A4 (en) 2004-02-27 2008-05-14 Harvard College SEQUENCING IN SITU IN FLUORESCENCE OF BALLS BY POLONY TECHNOLOGY
US7622279B2 (en) 2004-03-03 2009-11-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Photocleavable fluorescent nucleotides for DNA sequencing on chip constructed by site-specific coupling chemistry
US20060057604A1 (en) 2004-03-15 2006-03-16 Thinkfar Nanotechnology Corporation Method for electrically detecting oligo-nucleotides with nano-particles
JP4127679B2 (ja) 2004-03-18 2008-07-30 株式会社東芝 核酸検出カセット及び核酸検出装置
DE102004014537A1 (de) 2004-03-23 2005-10-13 Fujitsu Ltd., Kawasaki Chipintegrierter Detektor zum Analysieren von Flüssigkeiten
WO2005090961A1 (ja) 2004-03-24 2005-09-29 Japan Science And Technology Agency 生体分子に関する形態及び情報をis−fetを利用して検出する測定法およびシステム
US20050221473A1 (en) 2004-03-30 2005-10-06 Intel Corporation Sensor array integrated circuits
US8138496B2 (en) 2004-04-01 2012-03-20 Nanyang Technological University Addressable transistor chip for conducting assays
US7117605B2 (en) 2004-04-13 2006-10-10 Gyrodata, Incorporated System and method for using microgyros to measure the orientation of a survey tool within a borehole
US7544979B2 (en) 2004-04-16 2009-06-09 Technion Research & Development Foundation Ltd. Ion concentration transistor and dual-mode sensors
US7462452B2 (en) 2004-04-30 2008-12-09 Pacific Biosciences Of California, Inc. Field-switch sequencing
TWI261801B (en) 2004-05-24 2006-09-11 Rohm Co Ltd Organic EL drive circuit and organic EL display device using the same organic EL drive circuit
ITTO20040386A1 (it) 2004-06-09 2004-09-09 Infm Istituto Naz Per La Fisi Dispositivo ad effetto di campo per la rilevazione di piccole quantita' di carica elettrica, come quelle generate in processi biomolecolari, immobilizzate nelle vicinanze della superficie.
US7264934B2 (en) 2004-06-10 2007-09-04 Ge Healthcare Bio-Sciences Corp. Rapid parallel nucleic acid analysis
US7361946B2 (en) 2004-06-28 2008-04-22 Nitronex Corporation Semiconductor device-based sensors
US20060024711A1 (en) 2004-07-02 2006-02-02 Helicos Biosciences Corporation Methods for nucleic acid amplification and sequence determination
GB2416210B (en) 2004-07-13 2008-02-20 Christofer Toumazou Ion sensitive field effect transistors
JP3874772B2 (ja) 2004-07-21 2007-01-31 株式会社日立製作所 生体関連物質測定装置及び測定方法
JP4455215B2 (ja) 2004-08-06 2010-04-21 キヤノン株式会社 撮像装置
TWI258173B (en) 2004-10-08 2006-07-11 Ind Tech Res Inst Polysilicon thin-film ion sensitive FET device and fabrication method thereof
US7276453B2 (en) 2004-08-10 2007-10-02 E.I. Du Pont De Nemours And Company Methods for forming an undercut region and electronic devices incorporating the same
US7190026B2 (en) 2004-08-23 2007-03-13 Enpirion, Inc. Integrated circuit employable with a power converter
JP4608697B2 (ja) 2004-08-27 2011-01-12 独立行政法人物質・材料研究機構 電界効果デバイスを用いたｄｎａ塩基配列解析方法及び塩基配列解析装置
US20070212681A1 (en) 2004-08-30 2007-09-13 Benjamin Shapiro Cell canaries for biochemical pathogen detection
JP4775262B2 (ja) * 2004-09-03 2011-09-21 三菱化学株式会社 センサユニット及び反応場セルユニット並びに分析装置
DE102004044299A1 (de) 2004-09-10 2006-03-30 Forschungszentrum Jülich GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von geladenen Makromolekülen
US7609303B1 (en) 2004-10-12 2009-10-27 Melexis Tessenderlo Nv Low noise active pixel image sensor using a modified reset value
JP2006138846A (ja) 2004-10-14 2006-06-01 Toshiba Corp 核酸検出センサ、核酸検出チップ及び核酸検出装置
US7534097B2 (en) 2004-10-15 2009-05-19 Nanyang Technological University Method and apparatus for controlling multi-fluid flow in a micro channel
US7381936B2 (en) 2004-10-29 2008-06-03 Ess Technology, Inc. Self-calibrating anti-blooming circuit for CMOS image sensor having a spillover protection performance in response to a spillover condition
US8340914B2 (en) 2004-11-08 2012-12-25 Gatewood Joe M Methods and systems for compressing and comparing genomic data
US7785785B2 (en) 2004-11-12 2010-08-31 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Charge perturbation detection system for DNA and other molecules
US7359058B2 (en) 2004-11-18 2008-04-15 Morgan Research Corporation Miniature fourier transform spectrophotometer
US20060205061A1 (en) 2004-11-24 2006-09-14 California Institute Of Technology Biosensors based upon actuated desorption
EP1815238B1 (de) 2004-11-26 2008-07-16 Micronas GmbH Elektrisches Bauelement
JP4678676B2 (ja) 2004-12-10 2011-04-27 株式会社堀場製作所 物理現象または化学現象の測定方法または測定装置
US7417231B2 (en) 2004-12-22 2008-08-26 Cti Pet Systems, Inc. Fourier re-binning of time-of-flight positron emission tomography data
US7499513B1 (en) 2004-12-23 2009-03-03 Xilinx, Inc. Method and apparatus for providing frequency synthesis and phase alignment in an integrated circuit
KR100623177B1 (ko) 2005-01-25 2006-09-13 삼성전자주식회사 높은 유전율을 갖는 유전체 구조물, 이의 제조 방법, 이를포함하는 불휘발성 반도체 메모리 장치 및 그 제조 방법
WO2006083751A2 (en) 2005-01-31 2006-08-10 Pacific Biosciences Of California, Inc. Use of reversible extension terminator in nucleic acid sequencing
US20060199493A1 (en) 2005-02-04 2006-09-07 Hartmann Richard Jr Vent assembly
US20060182664A1 (en) 2005-02-14 2006-08-17 Peck Bill J Flow cell devices, systems and methods of using the same
US9040237B2 (en) 2005-03-04 2015-05-26 Intel Corporation Sensor arrays and nucleic acid sequencing applications
JP4171820B2 (ja) 2005-03-11 2008-10-29 国立大学法人豊橋技術科学大学 累積型化学・物理現象検出装置
JP2006284225A (ja) 2005-03-31 2006-10-19 Horiba Ltd ポテンシャルの測定方法および測定装置
DE502006007514D1 (de) * 2005-04-01 2010-09-09 Micronas Gmbh Verfahren zur Signalauslesung an einem gassensitiven Feldeffekttransistor
CA2603576A1 (en) 2005-04-05 2006-10-19 Protein Discovery, Inc. Improved methods and devices for concentration and fractionation of analytes for chemical analysis including matrix-assisted laser desorption/ionization (maldi) mass spectrometry (ms)
US20060228721A1 (en) 2005-04-12 2006-10-12 Leamon John H Methods for determining sequence variants using ultra-deep sequencing
US7282685B2 (en) * 2005-04-14 2007-10-16 Micron Technology, Inc. Multi-point correlated sampling for image sensors
TWI287041B (en) 2005-04-27 2007-09-21 Jung-Tang Huang An ultra-rapid DNA sequencing method with nano-transistors array based devices
GB0509275D0 (en) 2005-05-06 2005-06-15 Univ Cranfield Synthetic receptor
US20060269927A1 (en) 2005-05-25 2006-11-30 Lieber Charles M Nanoscale sensors
DE102005027245A1 (de) 2005-06-13 2006-12-21 Siemens Ag Schaltkreisanordnung
CN1881457A (zh) 2005-06-14 2006-12-20 松下电器产业株式会社 致动器控制方法和使用该方法的盘装置
US8445194B2 (en) 2005-06-15 2013-05-21 Callida Genomics, Inc. Single molecule arrays for genetic and chemical analysis
WO2007002204A2 (en) 2005-06-21 2007-01-04 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Pyrosequencing methods and related compostions
TW200701588A (en) 2005-06-29 2007-01-01 Leadtrend Tech Corp Dual loop voltage regulation circuit of power supply chip
US7890891B2 (en) 2005-07-11 2011-02-15 Peregrine Semiconductor Corporation Method and apparatus improving gate oxide reliability by controlling accumulated charge
JP2007035726A (ja) 2005-07-22 2007-02-08 Rohm Co Ltd 半導体装置、モジュールおよび電子機器
JP2009505045A (ja) 2005-08-08 2009-02-05 ミクロガン ゲーエムベーハー 半導体センサ
EP1913348A1 (en) 2005-08-08 2008-04-23 Corning Incorporated Method for increasing a read-out speed of a ccd-detector
US7365597B2 (en) 2005-08-19 2008-04-29 Micron Technology, Inc. Switched capacitor amplifier with higher gain and improved closed-loop gain accuracy
JP4353958B2 (ja) 2005-09-15 2009-10-28 株式会社日立製作所 Ｄｎａ計測装置、及びｄｎａ計測方法
ATE548112T1 (de) 2005-09-29 2012-03-15 Siemens Medical Solutions Mikrofluidikchip, der zur synthese von radioaktiv markierten molekülen in einem für die bilderzeugung am menschen mittels positronenemissionstopographie geeigneten massstab befähigt ist
US7466258B1 (en) 2005-10-07 2008-12-16 Cornell Research Foundation, Inc. Asynchronous analog-to-digital converter and method
US7794584B2 (en) 2005-10-12 2010-09-14 The Research Foundation Of State University Of New York pH-change sensor and method
US7335526B2 (en) 2005-10-31 2008-02-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sensing system
US20070096164A1 (en) 2005-10-31 2007-05-03 Peters Kevin F Sensing system
US7239188B1 (en) 2005-11-01 2007-07-03 Integrated Device Technology, Inc. Locked-loop integrated circuits having speed tracking circuits therein
TWI295729B (en) 2005-11-01 2008-04-11 Univ Nat Yunlin Sci & Tech Preparation of a ph sensor, the prepared ph sensor, systems comprising the same, and measurement using the systems
EP1948810A4 (en) * 2005-11-04 2010-06-30 Biosyntech Canada Inc COMPOSITION AND METHOD USING CHITOSAN FOR THE EFFICIENT ADMINISTRATION OF NUCLEIC ACIDS TO CELLS
US7538827B2 (en) 2005-11-17 2009-05-26 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Pixel structure
US7576037B2 (en) 2005-11-18 2009-08-18 Mei Technologies, Inc. Process and apparatus for combinatorial synthesis
US20080178692A1 (en) 2007-01-29 2008-07-31 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Fluidic methods
US7566913B2 (en) 2005-12-02 2009-07-28 Nitronex Corporation Gallium nitride material devices including conductive regions and methods associated with the same
GB2436619B (en) 2005-12-19 2010-10-06 Toumaz Technology Ltd Sensor circuits
KR100718144B1 (ko) 2006-01-09 2007-05-14 삼성전자주식회사 이온 물질 검출용 ｆｅｔ 기반 센서, 그를 포함하는 이온물질 검출 장치 및 그를 이용한 이온 물질 검출 방법
JP2007243003A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
EP2570490B1 (en) 2006-03-17 2017-06-28 The Government of the United States of America, as represented by The Department of Health and Human Services Apparatus for microarray binding sensors having biological probe materials using carbon nanotube transistors
US20070233477A1 (en) 2006-03-30 2007-10-04 Infima Ltd. Lossless Data Compression Using Adaptive Context Modeling
US7923240B2 (en) 2006-03-31 2011-04-12 Intel Corporation Photo-activated field effect transistor for bioanalyte detection
US7590211B1 (en) 2006-04-07 2009-09-15 Altera Corporation Programmable logic device integrated circuit with communications channels having sharing phase-locked-loop circuitry
WO2007123908A2 (en) 2006-04-18 2007-11-01 Advanced Liquid Logic, Inc. Droplet-based multiwell operations
KR100723426B1 (ko) 2006-04-26 2007-05-30 삼성전자주식회사 이온 물질 검출용 전계 효과 트랜지스터 및 그를 이용한이온 물질 검출 방법
EP2481815B1 (en) 2006-05-11 2016-01-27 Raindance Technologies, Inc. Microfluidic devices
CN101454892B (zh) * 2006-05-26 2011-12-14 株式会社半导体能源研究所 半导体器件及其制造方法
JP4211805B2 (ja) 2006-06-01 2009-01-21 エプソンイメージングデバイス株式会社 電気光学装置および電子機器
JP4404074B2 (ja) 2006-06-30 2010-01-27 ソニー株式会社 固体撮像装置及びデータ伝送方法並びに撮像装置
JP4883812B2 (ja) 2006-07-13 2012-02-22 国立大学法人名古屋大学 物質検出装置
KR100799577B1 (ko) 2006-08-31 2008-01-30 한국전자통신연구원 가스 및 생화학물질 감지용 센서 제조 방법과 그 센서를포함하는 집적회로 및 그 제조 방법
US7960776B2 (en) 2006-09-27 2011-06-14 Cornell Research Foundation, Inc. Transistor with floating gate and electret
US20080085219A1 (en) 2006-10-05 2008-04-10 Beebe David J Microfluidic platform and method
US8231831B2 (en) 2006-10-06 2012-07-31 Sharp Laboratories Of America, Inc. Micro-pixelated fluid-assay structure
WO2008133719A2 (en) 2006-11-06 2008-11-06 Biowarn Llc Methodology and apparatus for the detection of biological substances
US20090111705A1 (en) 2006-11-09 2009-04-30 Complete Genomics, Inc. Selection of dna adaptor orientation by hybrid capture
DE102006052863B4 (de) 2006-11-09 2018-03-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Schutzstruktur für Halbleitersensoren und deren Verwendung
US8169010B2 (en) * 2006-11-15 2012-05-01 Electronics And Telecommunications Research Institute Low-voltage image sensor with sensing control unit formed within
US20080136933A1 (en) 2006-12-11 2008-06-12 Digital Imaging Systems Gmbh Apparatus for controlling operation of a multiple photosensor pixel image sensor
EP2677308B1 (en) 2006-12-14 2017-04-26 Life Technologies Corporation Method for fabricating large scale FET arrays
US8349167B2 (en) * 2006-12-14 2013-01-08 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for detecting molecular interactions using FET arrays
US8262900B2 (en) 2006-12-14 2012-09-11 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US7972828B2 (en) 2006-12-19 2011-07-05 Sigma-Aldrich Co. Stabilized compositions of thermostable DNA polymerase and anionic or zwitterionic detergent
US7932034B2 (en) 2006-12-20 2011-04-26 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Heat and pH measurement for sequencing of DNA
US7486145B2 (en) 2007-01-10 2009-02-03 International Business Machines Corporation Circuits and methods for implementing sub-integer-N frequency dividers using phase rotators
JP4325684B2 (ja) 2007-02-20 2009-09-02 株式会社デンソー センサ制御装置、及び印加電圧特性の調整方法
US8031809B2 (en) 2007-02-28 2011-10-04 Seiko Epson Corporation Template pulse generating circuit, communication device, and communication method
JP2008215974A (ja) 2007-03-02 2008-09-18 Citizen Holdings Co Ltd 電界効果トランジスタ型イオンセンサ
DE602007008953D1 (de) 2007-03-02 2010-10-14 Dna Electronics Ltd Qpcr unter verwendung eines ionen-sensitiven feldeffekt-transistors zur ph-messung
CA2680043A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-12 Arokia Nathan Sensor pixels, arrays and array systems and methods therefor
EP1975246A1 (de) 2007-03-29 2008-10-01 Micronas Holding GmbH Markierungsfreie Sequenzierung auf einer Festphase mittels Feldeffekttransistoren
CN101675710B (zh) 2007-07-06 2013-03-27 夏普株式会社 背光单元
EP2173467B1 (en) 2007-07-13 2016-05-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus using electric field for improved biological assays
JPWO2009011164A1 (ja) 2007-07-19 2010-09-16 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置およびその製造方法
WO2009014155A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and electronic device having the same
US7609093B2 (en) 2007-08-03 2009-10-27 Tower Semiconductor Ltd. Comparator with low supply current spike and input offset cancellation
EP2201021A4 (en) 2007-08-29 2012-01-25 Applied Biosystems Llc METHOD OF ALTERNATING NUCLEIC ACID SEQUENCING
US20100285601A1 (en) 2007-09-28 2010-11-11 Agency For Science, Technology And Research Method of electrically detecting a nucleic acid molecule
US7936042B2 (en) 2007-11-13 2011-05-03 International Business Machines Corporation Field effect transistor containing a wide band gap semiconductor material in a drain
KR100940415B1 (ko) 2007-12-03 2010-02-02 주식회사 동부하이텍 배면 드레인 구조 웨이퍼의 온저항 측정방법
EP2222878A1 (en) 2007-12-13 2010-09-01 Nxp B.V. A biosensor device and a method of sequencing biological particles
US8124936B1 (en) 2007-12-13 2012-02-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Stand-off chemical detector
KR101491532B1 (ko) 2007-12-20 2015-02-09 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 도요하시 기쥬쯔 가가꾸 다이가꾸 복합검출장치
US20090194416A1 (en) 2008-01-31 2009-08-06 Chung Yuan Christian University Potentiometric biosensor for detection of creatinine and forming method thereof
DE102008012899A1 (de) 2008-03-06 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Gassensors
US8067731B2 (en) 2008-03-08 2011-11-29 Scott Technologies, Inc. Chemical detection method and system
US7885490B2 (en) 2008-03-10 2011-02-08 Octrolix Bv Optical chemical detector and method
US7667501B2 (en) 2008-03-19 2010-02-23 Texas Instruments Incorporated Correlated double sampling technique
JP5259219B2 (ja) 2008-03-19 2013-08-07 株式会社三社電機製作所 電源装置
US20090273386A1 (en) 2008-05-01 2009-11-05 Custom One Design, Inc Apparatus for current-to-voltage integration for current-to-digital converter
US9019411B2 (en) 2008-05-01 2015-04-28 Alexander Krymski Image sensors and methods with pipelined readout
TWI377342B (en) 2008-05-08 2012-11-21 Univ Nat Yunlin Sci & Tech Method for forming an extended gate field effect transistor (egfet) based sensor and the sensor formed thereby
JP5377888B2 (ja) 2008-06-03 2013-12-25 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像装置および被検体内画像取得装置
US7821806B2 (en) 2008-06-18 2010-10-26 Nscore Inc. Nonvolatile semiconductor memory circuit utilizing a MIS transistor as a memory cell
WO2010008480A2 (en) 2008-06-25 2010-01-21 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays
GB2461127B (en) 2008-06-25 2010-07-14 Ion Torrent Systems Inc Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
EP3650847A1 (en) 2008-06-26 2020-05-13 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for detecting molecular interactions using fet arrays
US7893718B2 (en) 2008-08-13 2011-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. High-speed multiplexer and semiconductor device including the same
JP5260193B2 (ja) 2008-09-03 2013-08-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路及びそのスイッチングノイズ平準化方法
KR101026468B1 (ko) 2008-09-10 2011-04-01 한국전자통신연구원 생분자 검출 장치 및 검출 방법
CN101676714A (zh) 2008-09-16 2010-03-24 中研应用感测科技股份有限公司 整合式离子感测器
US8945912B2 (en) 2008-09-29 2015-02-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois DNA sequencing and amplification systems using nanoscale field effect sensor arrays
JP2012506557A (ja) 2008-10-22 2012-03-15 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 生物学的および化学的分析のための集積センサアレイ
US20100301398A1 (en) 2009-05-29 2010-12-02 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
US8546128B2 (en) 2008-10-22 2013-10-01 Life Technologies Corporation Fluidics system for sequential delivery of reagents
US8248356B2 (en) 2008-10-24 2012-08-21 Au Optronics Corp. Driving circuit for detecting line short defects
US8634817B2 (en) 2008-10-28 2014-01-21 Qualcomm Incorporated Location information for control of mode/technology
JP2010122090A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Rohm Co Ltd イオンイメージセンサ及びダメージ計測装置
US7898277B2 (en) 2008-12-24 2011-03-01 Agere Systems Inc. Hot-electronic injection testing of transistors on a wafer
US8101479B2 (en) 2009-03-27 2012-01-24 National Semiconductor Corporation Fabrication of asymmetric field-effect transistors using L-shaped spacers
US9309557B2 (en) 2010-12-17 2016-04-12 Life Technologies Corporation Nucleic acid amplification
US9334531B2 (en) 2010-12-17 2016-05-10 Life Technologies Corporation Nucleic acid amplification
US8776573B2 (en) 2009-05-29 2014-07-15 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US20120261274A1 (en) 2009-05-29 2012-10-18 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US8673627B2 (en) 2009-05-29 2014-03-18 Life Technologies Corporation Apparatus and methods for performing electrochemical reactions
AT508322B1 (de) 2009-06-05 2012-04-15 Boehler Schmiedetechnik Gmbh & Co Kg Verfahren zur warmformgebung eines werkstückes
US20110037121A1 (en) 2009-08-16 2011-02-17 Tung-Hsing Lee Input/output electrostatic discharge device with reduced junction breakdown voltage
JP2011041205A (ja) 2009-08-18 2011-02-24 Panasonic Corp 電圧発生回路、デジタルアナログ変換器、ランプ波発生回路、アナログデジタル変換器、イメージセンサシステム及び電圧発生方法
SG169949A1 (en) 2009-09-11 2011-04-29 Agency Science Tech & Res Method of determining a sensitivity of a biosensor arrangement, and biosensor sensitivity determining system
US9018684B2 (en) 2009-11-23 2015-04-28 California Institute Of Technology Chemical sensing and/or measuring devices and methods
US8545248B2 (en) 2010-01-07 2013-10-01 Life Technologies Corporation System to control fluid flow based on a leak detected by a sensor
TWI422818B (zh) 2010-01-11 2014-01-11 Nat Chip Implementation Ct Nat Applied Res Lab 氫離子感測場效電晶體及其製造方法
US9088208B2 (en) 2010-01-27 2015-07-21 Intersil Americas LLC System and method for high precision current sensing
EP2539471B1 (en) 2010-02-26 2014-08-06 Life Technologies Corporation Method for sequencing using a modified polymerase
GB201004147D0 (en) * 2010-03-12 2010-04-28 Dna Electronics Ltd Method and apparatus for sensing methylation
TWM387996U (en) * 2010-05-10 2010-09-01 zhi-qin Yang Ion sensing field effect for a transistor type humidity sensor
US8878257B2 (en) 2010-06-04 2014-11-04 Freescale Semiconductor, Inc. Methods and apparatus for an ISFET
TWI580955B (zh) 2010-06-30 2017-05-01 生命技術公司 離子感測電荷累積電路及方法
CN103080739B (zh) 2010-06-30 2016-12-21 生命科技公司 用于测试isfet阵列的方法和装置
US8432149B2 (en) 2010-06-30 2013-04-30 Life Technologies Corporation Array column integrator
JP5876044B2 (ja) 2010-07-03 2016-03-02 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 低濃度ドープドレインを有する化学的感応性センサ
US8227877B2 (en) 2010-07-14 2012-07-24 Macronix International Co., Ltd. Semiconductor bio-sensors and methods of manufacturing the same
US8383896B2 (en) 2010-07-28 2013-02-26 Monsanto Technology Llc Soybean variety A1023758
JP5959516B2 (ja) 2010-08-18 2016-08-02 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 電気化学的検出装置のためのマイクロウェルの化学コーティング法
JP5889306B2 (ja) 2010-08-23 2016-03-22 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 化学的検出システムの温度制御法
US8453494B2 (en) 2010-09-13 2013-06-04 National Semiconductor Corporation Gas detector that utilizes an electric field to assist in the collection and removal of gas molecules
WO2012036679A1 (en) 2010-09-15 2012-03-22 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
EP2619564B1 (en) 2010-09-24 2016-03-16 Life Technologies Corporation Matched pair transistor circuits
GB201017023D0 (en) 2010-10-08 2010-11-24 Dna Electronics Ltd ISFET switch
JP5735268B2 (ja) 2010-12-20 2015-06-17 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 高周波半導体スイッチ
WO2012092515A2 (en) 2010-12-30 2012-07-05 Life Technologies Corporation Methods, systems, and computer readable media for nucleic acid sequencing
JP5613605B2 (ja) 2011-03-28 2014-10-29 ルネサスエレクトロニクス株式会社 クロック生成回路、それを用いたプロセッサシステム、及びクロック周波数制御方法
CN103764845B (zh) * 2011-04-08 2016-02-17 生命科技股份有限公司 用于合成测序中的相保护试剂流排序
WO2012152308A1 (en) 2011-05-06 2012-11-15 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Ion sensitive field effect transistor
WO2012158392A2 (en) 2011-05-17 2012-11-22 Rambus Inc. Memory system using asymmetric source-synchronous clocking
US9518953B2 (en) 2011-09-07 2016-12-13 Technion Research And Development Foundation Ltd. Ion sensitive detector
US9617590B2 (en) 2011-09-30 2017-04-11 Stc.Unm DNA sample preparation and sequencing
WO2013055553A1 (en) 2011-10-03 2013-04-18 Life Technologies Corporation Electric field directed loading of microwell array
US9459234B2 (en) 2011-10-31 2016-10-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd., (“TSMC”) CMOS compatible BioFET
US8547151B2 (en) 2011-11-30 2013-10-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Phase-locked loops that share a loop filter
AT12462U3 (de) 2012-01-09 2013-05-15 Plansee Se Röntgendrehanode mit zumindest anteilig radial ausgerichteter schleifstruktur
US9194840B2 (en) 2012-01-19 2015-11-24 Life Technologies Corporation Sensor arrays and methods for making same
US8747748B2 (en) 2012-01-19 2014-06-10 Life Technologies Corporation Chemical sensor with conductive cup-shaped sensor surface
US8821798B2 (en) 2012-01-19 2014-09-02 Life Technologies Corporation Titanium nitride as sensing layer for microwell structure
US8847637B1 (en) 2012-05-24 2014-09-30 Massachusetts Institute Of Technology Time-interleaved multi-modulus frequency divider
US8786331B2 (en) 2012-05-29 2014-07-22 Life Technologies Corporation System for reducing noise in a chemical sensor array
EP2677307B1 (en) 2012-06-21 2016-05-11 Nxp B.V. Integrated circuit with sensors and manufacturing method
CN102789107A (zh) * 2012-09-07 2012-11-21 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示面板
WO2014077783A1 (en) 2012-11-15 2014-05-22 Nanyang Technological University Image capture device and image capture system
US8728844B1 (en) 2012-12-05 2014-05-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Backside CMOS compatible bioFET with no plasma induced damage
US8962366B2 (en) 2013-01-28 2015-02-24 Life Technologies Corporation Self-aligned well structures for low-noise chemical sensors
US8963216B2 (en) 2013-03-13 2015-02-24 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall spacer sensor surface
US8841217B1 (en) 2013-03-13 2014-09-23 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
US9389199B2 (en) 2013-03-14 2016-07-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Backside sensing bioFET with enhanced performance
CN105264366B (zh) 2013-03-15 2019-04-16 生命科技公司 具有一致传感器表面区域的化学传感器
US9228974B2 (en) 2013-04-10 2016-01-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Biosensing well array by self-alignment and selective etching
US10458942B2 (en) 2013-06-10 2019-10-29 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
US20140367748A1 (en) 2013-06-14 2014-12-18 International Business Machines Corporation EXTENDED GATE SENSOR FOR pH SENSING
US9023674B2 (en) 2013-09-20 2015-05-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Biosensing well array with protective layer
US20150097214A1 (en) 2013-10-09 2015-04-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Structures, apparatuses and methods for fabricating sensors in multi-layer structures
US9488615B2 (en) 2014-12-17 2016-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Biosensor with a sensing surface on an interlayer dielectric
US10006910B2 (en) 2014-12-18 2018-06-26 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistors, systems, and methods for manufacturing and using the same
US10048220B2 (en) 2015-10-08 2018-08-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Biosensor field effect transistor having specific well structure and method of forming the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4490678A (en) * 1981-05-15 1984-12-25 Licentia Patent-Verwaltungs-G.M.B.H. Method of and an apparatus for measuring ion concentrations in solutions
US5600451A (en) * 1993-08-12 1997-02-04 Sony Corporation Charge transfer device and output circuit thereof
US6624637B1 (en) * 1998-12-16 2003-09-23 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess - und Regeltechnik mbH + Co. Device for measuring the concentrations in a measuring liquid
US20090127689A1 (en) * 2005-08-26 2009-05-21 Micron Technology, Inc. Microelectronic device packages, stacked microelectronic device packages, and methods for manufacturing microelectronic devices
US20100137143A1 (en) * 2008-10-22 2010-06-03 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes

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Publication number Publication date
US20120001236A1 (en) 2012-01-05
US8415177B2 (en) 2013-04-09
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US20120168826A1 (en) 2012-07-05
CN105806917A (zh) 2016-07-27
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US20170097317A1 (en) 2017-04-06
US20130228829A1 (en) 2013-09-05
JP2018109647A (ja) 2018-07-12
WO2012003368A3 (en) 2012-04-05
CN114019006A (zh) 2022-02-08

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