双面流体构件的制作方法

专利名称：双面流体构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体构件领域，特别适用于生物分析装置。
背景技术：
本发明-使得首先有可能改进与MEMS功能和樣i电子功能相关 的流体构件，如应用集成APS-CMOS技术(APS表示有源^象素传 感器)的毛细构件的制造，其次使得有可能改进这样的构件的集成 和包装；其有利于实施、系统集成和应用。
本发明可特别应用于这样的流体构件中，其首先具有深的结构 (储罐和/或毛细管和/或构件的封闭口 )，其次具有电4及结构。
CMOS技术制造的APS构件，例如从F. Mallard等的文献中可 获知，其发表在"Biosensors and Bioelectronics"， 2005年，第20巻， 第1813-1820页中。
APS芯片包括有源区，其自身包括完全或部分地由电子处理掷: 电子电路区包围的l象素矩阵。所述区由电4妄触区包围。
因此，这些4妄触4立于该构件的边纟彖上(在1、或2、或3或4 个侧面上)。像素由有源区(光才全测器)和用于预处理信号的电子 功能区构成。因此，检测矩阵的检测表面区域(光检测器的所有表 面区域的总和)的填充因数显著低于100%。为了简化，以下仅对这样的芯片进行最小限度的描述。换句话 说，仅对像素的有源区、光检测器和利用钝化材料(这里是氧化硅)
沉积的电4妄触才合取(pick-up)区进4亍描述。
图1示出了相关的工艺堆叠(technological stacking )的剖视图。
该图描绘的是单个检测器的结构，而不是纟企测器矩阵。
该图示出了中央区2，在其边缘处，接触4由覆盖有钝化(氧 化物)层5的金属衬垫构成。这些衬垫的去钝化部分(图中未示出) 4吏得能够拾耳又电接触。中间区6通常由用于电子处理来自中央冲企测 区2的信号的功能元件(functions)构成。
为了将这种技术集成在流体构件中，可以釆用如图2所述的原理。
芯片粘接于存储薄膜(memory film )支撑件12 ( PCB类型)， 该存储薄膜支撑件包括两个金属水平每个面上为一个金属水平， 并包括使这两个面能够接触的通孔水平14。
形成与存储薄膜12的连通接触件16以拾取芯片的电接触。在 整个这种连接上方沉积4屯化树脂18并进4于交联，以保护该构件的 所有电部件(芯片上的接触件、连接线和存储薄膜的电表面)。
载有(或承载，bearing)该芯片的存储薄膜与帽(或罩，cap) 20组装，其包括流体结构以形成流体腔，转移到该构件上。
这样的组件具有某些问题。
从构件的流体学角度出发，控制保护树脂18的沉积区是首要 问题。事实上，目的在于，该树脂覆盖全部金属表面，同时在芯片表 面上却具有最小分布，否则会侵蚀有源区。
实践中，在这些接触和芯片的有源区之间需要设置至少500 pm 的緩冲区。这意味着芯片上大量的空间丧失。
另夕卜，在芯片存储薄膜组件12的表面上方的树脂18的厚度是 并非完全可重现的参#:。这导致对该构件的流体深度的附加限制。 这种限制显著地限制了对于减小流体腔体积的任何努力。
同样，对帽的转移的实施，意味着在所述帽和检测芯片的支撑 件之间存在着转移区13,转移区必须密封，这导致对腔室的额外加宽。
由于树脂18的蔓延，形成钝化的非完全可重复特性，使得不 能良好控制在该构件中流动的流体，并在这些构件的角落处施力口有 例如死区(dead zone )。
流体部件的体积(实际上定义为构造在帽20中的深度"p") 7ik以再J见。it匕夕卜，在"i亥巾冒中^k以形成小于几百(im,侈寸^口 300 pm的 深度"p"。
以上事实，即引发流动微扰和芯片上的液体管脉厚度变化的流 体环境的非可重现性，对于生物芯片(尤其是具有多个功能化区域 的生物芯片)上的杂交作用的均匀性是有害的。
最后，该组件结构，在生物反应室中，强加有树脂或聚合物， 它们的性质在开发生物方案中必须加以考虑。
8组装之前的功能化(例如，通过生物:探针)也造成一个问题。 在芯片表面上存在金属(如电接触拾取衬垫)，同样使得应用氧化 或还原步骤(用石咸和酸)的任何生物功能化方案不可用。
A.M. Jorgensen等的文献(Sensors and actuators, B, 90， 2003, 15-21 )描述了在硅衬底背面上形成一个或多个光检测器，包括在该 衬底的正面上的流体结构。另外，关于构件的流体连接，在其中形 成冲企测器的电4妻触的一侧上实施穿透蚀刻(through etching )。这种 蚀刻使得可以提供通向衬底正面的流体的通路。因此，在该衬底的 背面上，具有4佥测器的4妄触衬垫，以及流体穿孔或通孔以形成流体
构件的ilr入和4lr出。
在该文献中，该构4牛的流体部4牛形成在350 (am厚的^十底上并 且深度范围为72 |im±4 )am (例如蚀刻60 min )。因此，在该流体 部件下方^f呆留有大约278 (im的石圭厚度。
形成的#r测器收集来自该构件的流体部件的通过光子吸收而 形成的电子空穴只十。
如果是硅吸收，那么这些电子空穴对在该流体部件下方的大约 10 jmi厚的层中形成。这些电子空穴对通过在该构件的背面中所形 成的接点(junction)而收集。因此，它们在由接点收集之前必须通 过高厚度的硅(262 iam)。
为了避免电子空穴对的再结合(或复合，recombination),在该 文献中依赖于利用具有高电阻率(>500 Q,cm)的石圭衬底。另夕卜， 如果在该衬底内要通过较大距离，那么光检测器则不能随意增加密 度。例如，该文献的图4示出了 lx2cm2的芯片，其具有9个电4妄 触拾取，这意味着在该芯片上最多有4个检测器。200780035162.7
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因此，在该文献中使用的光检测器技术是非典型的，并且仅能 够形成一个构件，而导致某些局限性。
因此，提出了寻找另 一 种不具有这样的缺陷的装置的问题。
此外，在芯片切割之前，形成APS芯片(一般为CMOS)的 最终步骤，通常为薄化衬底的步骤的实施，以^更于包装步骤。衬底 薄化为达到在例如700 (am和100 pm之间的厚度。
此外还寻找一种结构，以及一种能够形成该结构的方法，其中 不会导致由转移技术的实施、尤其是流体相对于有源表面的对准 (或4交;焦，alignment)而造成的问题。

发明内容
本发明涉及一种芯片或一种流体构件或一种分析i殳备，包括
-由可#1蚀刻的材料形成的至少 一 个坤于底、以及用于所述材冲+的 蚀刻4亭止层(etch stop layer )，所述层具有第一和第二侧；
-用于检测流体的至少一种特性和/或用于激活所述流体的装 置，该装置形成在所述蚀刻停止层的第一侧上，；
-用来4矣收(或容纳，receive)所述流体的流体部件，其形成在 衬底中，位于蚀刻停止层的第二侧上。
用于4企测流体的至少一种特性和/或用于激活所述流体的装置 形成在蚀刻停止层的第 一侧上所述装置的一个和/或另 一个可以形 成在蚀刻停止层之中或之上，或者形成在位于该停止层上的一个层 之中或之上。用于检测流体特性的装置是指这样的装置，其使得可以表征所 述流体的一种或多种物理和/或化学特性，例如温度、和/或光子活
性、和/或pH、和/或盐度、和/或电化学势等。
用于激活流体的装置表示这样的装置，其使得可以改变所述流
体的一种或多种物理和/或4b学特性，例如，用于加热、和/或4觉4半
和/或照亮(lighting)该流体的装置。
才艮据本发明，包括停止层的构件的一个面，例如APS芯片的背 面，用来在#于底的至少一部分中形成该装置的流体部4牛，而在其他i 情况下#4居已知4支术其:f皮除去。该流体部4牛以及检测和/或;敫活部^f牛 由停止层隔开。所述停止层消除了流体部件和4企测和/或激活部件之 间的4壬<可流体循环或连通。
才艮据本发明的构件进一步包括封闭该流体部件的帽。所述帽优 先以密封方式布置。该密封可以在组装流体构件和帽之前，通过筛 网印刷沉积环氧粘合剂而获得。这样的组装方法在本申请人名义下 的专利申"i青WO-A-2004/112961中得以描述。
才艮据本发明的一种替换方式，帽和流体构件的组装(面向流体 部4牛)是可反向的(reversible )。
才艮据本发明的另 一种替换方式，帽包括在流体部件和任何外部 流体元件之间能够实现流体交换的流体连通装置。这样的流体连通 装置可以是，例如4妄线插座(connector socket) ^立于其顶上的通孔， 使该流体构件能够连接至泵或蓄压器(pressurised reservoir )。
可替换地，该帽可由多个复合流体元件，如流体卡(fluidic card ) (例如为"卡上实-验室(lab on card)"类型)或孩i流构4牛构成。具 体而言，所述微流构件是根据本发明的流体构件。此外，表面层可以形成在停止层上，位于检测和/或激活装置的 侧面。
根据一种具体实施方式
，检测和/或激活装置形成在该流体构件 的停止层上的表面层中。该层优先由半导体材料构成。停止层和衬
底可以为三层的SOI (绝缘体上硅结构)衬底。
用于检测的装置可以至少部分地形成在该表面层之中或之上。
因此，SOI衬底可以用来形成根据本发明的芯片或流体构件或 分析设备的检测器部件(例如在CMOS类型的技术中)。
因此，流体部件限定在芯片中或其下方，所述芯片例如在 CMOS类型的4支术中形成。
停止层(在SOI衬底情况中的掩埋氧化物)在背面上形成蚀刻 停止层以限定该构件的流体部件在支撑件中的深度。后者(支撑件) 例如由硅、或者更常见地由半导体材并+形成。
用于4企测的装置可以包括至少一个光4企测器。
才艮据本发明的装置可以进一步包括4屯化和/或石更化层(或加强 层，stiffening layer )。该层例如由氧化硅形成，其直4妄位于用于枱r 测和/或激活的装置上或者表面层上。
用于4企测流体的电特性的装置例如可至少部分地形成在蚀刻 停止层中。
这些装置的 一部分与流体部tN矣触。
12此外，还可以形成通过电润湿而激活流体的装置，如果需要， 可具有电子装置用于控制通过电润湿而激活流体的装置。
流体的储罐也可以形成在衬底中。
可优选地，4亭止层(并且如果需要，形成在该停止层上的表面
层)具有小于lOjam的厚度。
在根据本发明的构件中，流体部件(其使得可以接收流体)可 具有良好控制的深度，例如小于300 jam或100 (im。
用于4金测和/或激活的装置可以连4矣至位于所述蚀刻4f止层的 第 一侧上的去4屯化电极。
本发明还使得可以形成高密度的检测器矩阵，其包括多个如上 所述的构件，^L此相隔小于10 pm的距离。
因此，根据本发明，形成流体部件的技术适合于微电子技术(例 如CMOS类型樣t电子4支术)。
对支撑件的半导体材料进行深蚀刻(deep etching), 4吏得/人流 体发射光子可到达形成在该构件另 一 面上的用于^^测的装置。
根据本发明的芯片或构件可以包括硬化衬底。
此外，在用于接收流体的流体部件中，可以实施功能化(例如 利用生物探针如核酸探针)。
本发明尤其获益于应用APS技术来形成高密度的检测器矩阵 (间隔可小于10 jim)的可能性，利用已引述的现有技术中所描述 的技术这是不可能实现的。另外，流体部件中的输入通孔(via-hole )并非贯通所使用的衬 底的支撑件而形成。因此，在该构建的检测部件上可用的表面区域 没有损失。这也^f吏;得可以在集中制造(collective manufacture )中在 该流体部4牛上实施4曼蚀性(progressive) 4匕学步艰《，而没有主合出通 向衬底另 一 面的通路(从而避免位于该另 一 面上的用于检测的装置 的劣化)。
本发明使得可以利用SOI衬底和相关的CMOS技术。此外， 其4吏得可以具有流体部件的有利的实施方式。
本发明还涉及一种形成至少一个流体构件的方法，包括
a) 选择由可被蚀刻的材料形成的衬底，其具有用于所述材料 的蚀刻停止层；
b) 在所述蚀刻4f止层的第一侧上，形成用于4企测流体的特性 和/或用于激活所述流体的装置；
c) 在衬底中，通过/人蚀刻4亭止层的第二侧蚀刻所述^H"底并在 所述停止层上停止蚀刻，而形成流体部件，用于4妄收所述流体。
才艮据该方法的一种替换方式，所述方法4吏得可以实现流体构件 的集中制造。因此，可以形成4艮据本发明的多个流体构件。该方法 另外包括分离所述流体构件的最终步骤，该步骤集中实施从而使它 们彼此独立。
本发明还涉及如上所述的构件或矩阵用于实施生物分析的用途。
1

画图1和2示出了已知的APS-CMOS类型的i殳备，有和没有用 于保护且限定流体部件的帽；
-图3A和3B示出了可以用于形成才艮据本发明的一种流体构件 的构件或衬底；
-图4A示意性示出了在绝缘体上半导体类型的衬底上才直入 (implantation ) CMOS组件；
-图4B示出了才艮据本发明处理的衬底，在流体部件的侧面上具 有帽；
-图5A和5B示出了根据本发明的一种装置，具有金属电极和 面向该构件的流体部件的冲妄触才合取；
-图6示出了才艮据本发明的一种装置，在该构件的流体部件中具 有金属电才及，并且具有通过SOI ^H"底的氧化层而与该流体部件绝纟彖 的CMOS结构；
-图7和8示出了根据本发明的装置，具有应用电润湿的转移装置。
具体实施例方式
为了简化本发明的描述，通过对最小形式(例如具有两个植入 区和两个电接触拾取的单个光检测器)的描绘，仅示出简化形式的 ^r测芯片。本发明涵盖形成有一个或多个更复杂的构件。在以下描述的不同实施方式中，停止层用来蚀刻流体构件的流 体部件(或用于接收流体的装置)，所述停止层可以例如由半导体
村底的表面氧化形成，或者为在绝缘体类型构件上的SOI或半导体
的绝纟彖层。
因此，在图3A中，示出了由硅制成的衬底70,在衬底上通过 氧化获得表面层72。可替换地，层72可以是氮化硅SigN4层。层 72和4于底70形成单个4于底。
在图3B中，示出了 SOI衬底30，其通常包括由半导体材料制 成的支撑件32、由介电材料形成的层34、以及由半导体材料形成 的表面层36。
在这两种情况下，可以在层72中或在由半导体材冲牛形成的表 面层36中以及如果需要在层34中，形成电和/或》兹和/或热和/或其 他-险测和/或激活装置和/或MEMS类型装置。在衬底70或支撑件 32中蚀刻流体部件的步骤中，层72或层34将用作停止层。结果是 流体部件可容易地形成，其深度"d"仅由村底或支撑件位于停止层 下方的部分的厚度所决定，扣除衬底的4壬4可局部薄化(partial thinning )。
侈寸^口，层72(或两个层34和36的纟且4牛)具有几侈'W口 1 至10 (xm的厚度，而衬底70或支撑件32具有小于几百pm的厚度， 例如小于500 jom、 或10 ]um至50 |am、 或10|um至90 pm、或者^齐 K地10 pm至300 jam的厚度。
本发明使得可以利用流体部件在4企测或激活部件上的调整而 避免转移技术，以下在不同的实施例中进行阐释。
16图4A示出了，在CMOS芯片的情况下，在才艮据本发明的装置 的范围内，这可如4可在SOI 4寸底上形成。
-险测器38(这里基于源自CMOS 4支术的一种构件)形成在SOI 衬底的表面半导体层36之中或之上，在停止层的第一侧上。电极 37、 39使得可以确保与该检测器接触。该组件布置在SOI衬底的正 面41上。
形成芯片或4企测器的方法可以是已知的应用于SOI 4于底的方 法。因此，已知的CMOS才支术用来形成该芯片或4企测器。
图4B示出了如何通过在SOI衬底的背面进行深蚀刻而将构件 的流体部件或腔室40直^妄布置在芯片(停止层的第二侧)的下方。 支撑件32被蚀刻，层34形成蚀刻停止层。
在背面43上实施深蚀刻之前，可在芯片的检测部件的正面41 上形成钝化层。在深蚀刻步骤后将其去除。可以将硬化衬底以可去 除方式或非可去除方式装配在正面41上，以防止在深蚀刻步骤中 衬底32的任何脆化。
因此，根据本发明的装置的流体部件得到良好控制。实际上， 通过才艮据本发明的方法，形成流体的步骤执行调整方法(或对准方 法，alignment method),如在樣i技术中使用的那些，其保证定位的 精确性和集中制造。
相比于传统的流体深蚀刻方案(例如在随后转移到组件上的帽 中进行深蚀刻，如在图2所示设备的情况下)，本发明使得可以省 却精确控制蚀刻深度的阶段。实际上，在本发明中，这可停止在停 止层(这里是氧化^圭层34 )上。为了实观J危体4p1'牛的去于闭，巾胃49 (1尤选平i旦的)与S危体才勾1'牛纽. 装。所述帽例如由玻璃、硅、塑料或金属制成。
这样的组件与使衬底功能化的方法相适应。
一旦在衬底具有电部件38 —面的相对面上形成该流体部件或 腔室时，则可在4于底的一面45 (流体侧)上实施化学功能化步骤， 而不会触及其另一面。
因此，这些步艰《可以在流体部件40的侧面上实施，然后如果 需要，将生物探针定位在该流体部件的基部。
由此形成的构件与用于将生物纟罙针》文置在流体部件内部的功 能4b^:学(如在FR 2818662中描述的)相适应。
本发明使得可以有意地使用由半导体材料(这里为硅)制成的 支撑件32,其在已知技术的范围内认为是不必要的，并且经常在芯 片制造之后通过薄化坤于底而去除。
本发明不必需要钝化4妻触拾取电4及37、 39，因为这些都位于衬 底的面41上(在用于4全测的停止层的一侧上)，与形成流体部件或 腔室40的面43 (在停止层的另一侧上)相对。此外，通过构建， 在这两个面41、 43之间或者在腔室40和4企测部件之间没有形成流 体连通。
对流体部件和停止层之间的界面区33的研究可容易地证实， 并没有发生转移，除非(but that )单个及相同的4t底用于两个部件， 首先是^r测和/或激活部件，其次是流体部件。
此外，本发明避免了空间损失，而为使钝化树脂(如图2的树 脂18 )可以蔓延或者为了实现构件的流体部件的密封(特别是，由于转移步骤，例如在图2的情况下使得可以转移帽20的转移步骤)， 这可能是不可避免的。
构件是CMOS类型或其他类型，其与所述构件的流体部件(面 向每个芯片)的集中制造是相适应的。可以设想基于半导体的任何 其他技术，例如NMOS或BiCMOS。
根据本发明的流体构件与"拾放"类型的电路转移技术(通过 微珠等接触)完全相适应，这些技术对于硅芯片已经得到开发。这 涉及将完成的构件转移到外部电^各上。
本发明纟是供了 一种该构件的包装和实施的实际简化(real simplification )。
.优选地，并且就实施"IC下方的流体"(其中IC表示集成电路) 才支术而言，对于实现两种功能(才企测和流体学)的范围(或尺寸， dimensions )几乎相同。
本发明可以具有不同于以上i兌明的其〗也应用，《旦具有与前述应 用相同的4尤点。在本发明范围内，也可以形成电才企测(例3。通过 CMOS芯片)。
如图5A所示，在形成CMOS芯片过程中，金属水平之一可以 通过蚀刻SOI衬底30正面的整个表面半导体层(参见图3B的结构) 直至到达氧化硅层34 (其在支撑件32上形成停止层)而形成。然 后形成金属电极50,在最终构件中其面向流体部4牛或月空室40。
正如前面的实施方式，随后可进行构件的流体部件40的蚀刻， 从SOI的背面开始，在芯片的氧化物34上以及在金属层上停止。 电通孑L ( via画holes ) 52贯穿(through )层34而形成，以^)寻电才及50连接至钝化接触4合耳又56 (其位于层34的另 一面35上，不暴露于流 体)。电4及50,暴露于位于流体部件40中流体，4吏得可以具有获得 所述流体部件的电特性的通^各。
在具有电4企测的该实施方式中，正面的表面半导体层36可以 不被去除因此，在图5B中，示出了这样一种实施方式，其中保 留该表面半导体层36的一部分。在这种情况下，接触拾取56可以 形成在该相同层36的正面上。
图5A的构件也可以从起始衬底如图3A的衬底(包括在表面 上具有停止层的衬底70 )获得。
才艮据另一种实施方式，在图6中示出，可以形成金属电才及50, 穿过层34从而与最终构件中的流体部件40接触。CMOS结构60 形成在层36中，并通过SOI衬底的氧化层34而与该构件的流体部 件绝缘。标号65指代在衬底正面41上的钝化层。接触拾取67、 69 也形成在正面上并且部分去#/1匕。
在图5A-6的情况下，这里同样地，对界面区33的4全验足以表 明，在检测部件上没有流体部件转移的痕迹。
通过电润湿的液滴或流体的转移和4喿控技术(例如/人文献FR 2841063或M.G. Polack等的文章"Electrowetting based actuation of droplets for integrated microfluidics", Lab Chip, 2002， 2， 96-101可获
知)也可以用于形成根据本发明的装置。
在金属电润湿电极区域周围实现流体结构。与这样的构件组合 以通过电润湿来转移流体，也可以形成用于分布试剂的A者罐或甚至 限定该构件的有源部件的封闭体积，或界定油的体积。
这里同样地，本发明可以用来简化这样的构件的包装和使用。
20为此，如果仅需要电极矩阵而不需集成控制电子设备
(electronic )如多路复用器，则半导体衬底70可以用作起始晶片， 如图3A所示，来代替SOI衬底(图7 )。
这可以是硅衬底70，其被氧化以获得期望厚度的介电层72, 从而实现使电润湿装置绝缘的功能。然后在该氧化物72的表面上 形成金属电极74,同时其无需钝化正面79。然后，如在其他实施 方式中一样，衬底的背面，通过4吏用氧化石圭72作为停止层，可以 形成流体部件或流体结构。可以在背面上实施疏7K性材并牛80的沉 积，以便促进电润湿的效果。
图7的图示以截面示出了通过电润湿转移流体的简化芯片才支 术，流体结构在背面上。蚀刻该构件的流体部件的方法可以进行简 化，因为其不参与反应容积的限定所述容积由激活的电润湿电极 的凄t量而限定。
流体部件可包括多个储罐在图7中有三个储罐，标号为71、 73、 75。特定功能可以分配给确定的储罐例如，储罐75可以是 反应和、液滴4争移区，所述、液滴可以来自于相邻的^f诸罐71、 73。
钝化和硬化氧化层77可以形成在衬底的正面上。
如果希望形成用于处理电才及矩阵的电子装置，则可以在绝纟彖体 衬底上的半导体的正面上利用CMOS技术，如同图4A-6。因此， 图8再次示出了在绝缘体结构上的半导体，其具有三个水平32、 34、 36,如同图4A和4B，以及形成在绝缘层34正面上、覆盖背面上 的疏水层80的电润湿电4及74。
电子组件60,例如为CMOS类型，形成在半导体层36中。其 他标号指代与图7中相同或相似的元件。在使用绝缘体上半导体结构(SOI)衬底形成电极的情况下，
这些可以不仅是金属，而且可替换地由掺杂半导体制成，例如由掺 杂A圭制成。
无论本发明的哪一种实施方式，都可以与电和光4企测相结合。 例如，这些检测技术中的一种和/或另 一种可以与通过电润湿的转移 电极相结合。可替换地，或者与光和/或电和/或通过电润湿功能的 转移相结合，可以引入任何类型的检测器和/或致动器，例如在源于
CMOS才支术的MEMS技术中。
通常而言，流体部件在4企测部件之后形成，因为优选最后形成 具有最高拓朴的部件。但是也可以以相反顺序进行。
为了蚀刻流体部件，可以使用比在现有技术中所描述的(具体 地，在以上引述的A.M. Jorgensen等的文献中)更加快速的蚀刻方 法(4(im/min, ^#该已岁口#支术中的1 (xm/min )。
因此，对于支撑件(例如由硅制成)没有赋予特别的标准(尤 其关于其电阻率)，并且没有对其进4于改变(标准CMOS电阻率)。 然而，已知技术中，这样的调整对于形成恰当的电子功能是必需的。
本发明使得可以(特别地)形成一种流体构件，其包括用于检 测和/或激活的装置，以及形成流体部件以*接收流体的装置(称为流 体装置)，其特征在于
-用于4全测和/或激活的装置形成在由半导体材并+形成的表面层 之中或之上、或绝缘体上半导体类型的衬底的绝缘层之中或之上；
-流体部件布置在绝缘体上半导体类型的衬底的支撑部件中。
权利要求
1.流体构件，包括由可被蚀刻的材料形成的至少一个衬底(32，70)，以及用于所述材料的蚀刻的停止层(34，72)；用于检测流体特性和/或用于激活所述流体的装置(38，50，52，56)，其形成在所述蚀刻停止层的第一侧上；用于接收所述流体的流体部件(40)，其形成在所述衬底中，在所述蚀刻停止层的第二侧上。
2. 根据权利要求1所述的构件，进一步包括封闭所述流体部件的 帽(49)。
3. 根据权利要求2所述的构件，其中，所述帽包括使得在所述流 体部件和任何外部流体元件之间能够进行流体交换的流体连 通装置。
4. 才艮据权利要求1至3中任一项所述的构件，其中，所述用于枱， 测所述特性和/或激活所述流体的装置形成在所述停止层上的 表面层(36)中。
5. 根据权利要求4所述的构件，其中，所述表面层、所述停止层 和所述衬底构成SOI衬底。
6. 根据权利要求4或5所述的构件，包括用于检测的装置，其至 少部分形成在所述表面层(36)中。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的构件，其中，所述用于检 测的装置包括至少 一个光4企测器。
8. 根据权利要求6或7所述的构件，其中，所述用于4企测的装置 为CMOS类型。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的构件，其中，所述停止层(72)由氮化硅或氧化硅制成。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的构件，进一步包括钝化层 和/或硬—化层(77)。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的构件，包括用于检测流 体的至少一种电特性的装置(50)。
12. #4居^1利要求11所述的构件，其中，所述用于才全测至少一种 电特性的装置与所述流体部件(40)相接触。
13. 4艮据4又利要求12所述的构件，其中，所述用于才企测的电装置 至少部分地形成在所述蚀刻停止层中。
14. 4艮据4又利要求1至13中4壬一项所述的构件，包4舌用于通过电 润湿来激活流体的装置(60， 74, 80)。
15. 根据前一权利要求所述的构件，进一步包括用于控制所述用于 通过电润湿来激活流体的装置(60, 74， 80)的电子装置(60)。
16. 根据权利要求15所述的构件，进一步包括形成在所述衬底中 的流体的^f诸罐(71， 73， 75)。
17. 根据权利要求1至16中任一项所述的构件，其中，所述停止 层、以及如果需要而形成在所述停止层上的所述表面层(36) 具有小于10 pm的厚度。
18. 根据权利要求1至17中任一项所述的构件，其中，所述流体 部件(40)具有小于300 pm的厚度。
19. 根据权利要求1至18中任一项所述的构件，其中，所述用于 ;险测和/或激活的装置连接于位于所述蚀刻停止层的所述第一 侧上的去钝化电极。
20. 根据权利要求1至19中任一项所述的构件，进一步包括辅助石更4匕冲于;^。
21. 根据权利要求1至20中任一项所述的构件，进一步包括利用 生物探针，如核酸探针的功能化。
22. 高密度的检测器矩阵，包括根据权利要求1至21中任一项所 述的多个构件，所述多个构件二波此间隔小于10 pm的距离。
23. 根据权利要求1至21中任一项所述的构件或根据权利要求21 所述的矩阵用于实施生物分析的用途。
24. 形成至少一个流体构件的方法，包4舌a) 选择由可被蚀刻的材料形成的衬底(32, 70),所述衬 底提供有用于所述材料的蚀刻停止层(34, 72)，与所述衬底 集成;也形成；b) 在所述蚀刻4亭止层的第一侧上，形成用于4企测流体的 特性和/或用于激活所述流体的装置(38, 50， 52， 56);c )通过/人所述蚀刻停止层的第二侧开始蚀刻所述衬底并 在所述停止层上停止所述蚀刻，以在所述衬底中形成用于4妄收 所述流体的流体部件(40);d)移动并密封一个帽以封闭所述流体部件(40)。
25. 才艮据4又利要求26所述的方法，其中，，在步，《a)之后在实施 步骤b)之前是一个形成4屯化层的步骤。
26. 根据权利要求24或25所述的方法，进一步包括功能化所述流 体部^f牛的步骤。
27. 根据权利要求24至26中任一项所述的形成多个流体构件的方 法，包括分离所述流体构件的最终步骤。
全文摘要
本发明涉及一种流体构件，其特征在于，包括由可被蚀刻的材料形成的至少一个衬底(32)和用于所述材料的蚀刻停止层(34)；用于检测流体的特性和/或用于激活所述流体且提供在所述蚀刻停止层的第一侧上的装置(38)；以及用于接收所述流体的装置(40)，其形成在该衬底中且提供在蚀刻停止层的第二侧上。
文档编号B01L3/00GK101516513SQ200780035162
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月20日 优先权日2006年9月22日
发明者帕特里克·普托, 雷蒙·坎帕尼奥洛, 马蒂娜·科歇 申请人:法国原子能委员会;生物梅里埃股份公司