[发明专利]带有保护衬垫的光检测设备及与其相关的方法

权利要求书

1.一种光检测设备，包括：

反应结构，所述反应结构形成多个反应凹槽和至少一个反应位点，所述多个反应凹槽用于包含反应溶液，所述反应溶液的pH小于等于5或pH大于等于8，所述至少一个反应位点在用所述反应溶液处理后响应于入射激发光而产生光发射；和

设备基座，所述设备基座被定位于所述反应结构下方，包括：

传感器基座；

多个光传感器，所述多个光传感器包括在所述传感器基座中；

介电材料层，所述介电材料层堆叠在所述传感器基座上；

设备电路，所述设备电路电耦合到所述多个光传感器，以基于由所述多个光传感器检测到的光子而传输数据信号，其中所述设备电路被设置在所述介电材料层内；

多个光导，所述多个光导具有输入区域，所述输入区域被安排为接收所述入射激发光和来自至少一个对应的反应凹槽的所述光发射，所述多个光导从所述输入区域朝向至少一个对应的光传感器通过所述介电材料层延伸到所述设备基座中，并且所述多个光导包括至少一种过滤材料，所述至少一种过滤材料被安排为过滤所述入射激发光并允许所述光发射传递到所述至少一个对应的光传感器；

衬垫层，所述衬垫层在设备基座上方且围绕每个光导的侧表面延伸并被定位在每个光导和所述设备电路之间；

保护层，所述保护层围绕每个光导延伸并被定位在每个光导的过滤材料和所述衬垫层之间，所述保护层邻接在所述设备基座内的所述多个光导，所述保护层包括液体不可渗透的阻挡层，并且所述保护层被安排为防止穿过所述反应结构和所述光导的反应溶液与所述设备电路相互作用，其中，所述保护层相对于所述pH小于等于5或pH大于等于8的反应溶液是化学惰性的；和

第一屏蔽层，所述第一屏蔽层在相邻输入区域之间延伸，以阻挡入射到所述第一屏蔽层上的所述入射激发光和光发射，其中所述第一屏蔽层被定位于所述衬垫层的下方并与所述介电材料层接触。

2.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述设备电路被设置在所述设备基座的所述介电材料层内，其中，所述衬垫层被定位在所述保护层和所述介电材料层之间，并且其中，所述衬垫层邻接所述介电材料层。

3.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述保护层还在所述设备基座的顶表面和所述反应结构的围绕所述多个反应凹槽延伸的间隙区域之间延伸。

4.根据权利要求3所述的光检测设备，其中，所述衬垫层在所述设备基座的所述保护层和所述顶表面之间延伸。

5.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述保护层包括二氧化硅、金属氧化物、金属氮化物或其组合。

6.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述保护层包括二氧化硅、氮氧化硅、一氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、硝基碳化硅、金属氧化物、金属氮化物或其组合。

7.根据权利要求6所述的光检测设备，其中，所述反应溶液的pH大于等于8。

8.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述反应溶液的pH小于等于5，并且其中，所述保护层包括碳化硅、碳氧化硅、硝基碳化硅、金属氧化物、金属氮化物或其组合。

9.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述衬垫层是氮化硅衬垫层。

10.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述设备电路包括互连的导电元件，并且所述保护层防止所述反应溶液氧化所述导电元件。

11.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述保护层的厚度在5纳米至100纳米的范围内。

12.根据权利要求1所述的光检测设备，其中，所述反应结构包括被固定到在所述多个反应凹槽中的每一个反应凹槽的至少一个反应位点，并且其中，所述反应溶液能够在响应于所述入射激发光而产生光发射的所述至少一个反应位点处引发反应和/或形成反应产物。