[发明专利]用于集成装置的光学吸收滤光器

说明书

描述了与衰减入射在用于样品分析的集成装置中的传感器(1‑122)上的激发辐射有关的装置和方法。选定材料和晶体形态的至少一个半导体膜(1‑336)位于形成在基板(1‑105)上的集成器件中的波导(1‑115)和传感器(1‑122)之间。对于单层半导体材料(1‑135)相距40nm的激发和发射波长，可以获得大于100或更高的抑制比。

相关申请相互参照

请根据35 U.S.C.§119(e)要求2019年3月5日提交，题为“SEMICONDUCTOR OPTICALABSORPTION FILTER FOR AN INTEGRATED DEVICE”的美国临时申请62/813,997和2019年4月9日提交，题为“SEMICONDUCTOR OPTICAL ABSORPTION FILTER FOR AN INTEGRATEDDEVICE”的美国临时申请62/831,237的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及使用光学吸收滤光器减少用于分析样品的集成装置中的有害辐射。

背景技术

在用于样品分析的仪器领域，微加工芯片可用于并行分析大量分析物或样品(包含在一个或多个样品中)。在某些情况下，光激发辐射被传送到芯片上的多个离散位置，在该位置进行单独的分析。激发辐射可激发每个位置的样品、附着在样品上的荧光团或与样品相互作用的荧光团。作为对激发的响应，可从传感器检测到的位置发射辐射。从某一位置的发射辐射，或缺乏发射辐射获得的信息可用于确定该位置样本的特征。

发明内容

描述了与衰减入射到集成装置(例如用于样品分析的装置)中的传感器上的激发辐射或其他有害辐射有关的装置和方法。在一些实施例中，选择材料和晶体形态的半导体膜在基板上的材料堆叠中，并且位于集成装置的像素中的波导和传感器之间。选择半导体材料和晶体形态以显著衰减激发辐射，同时将像素中反应室发射的75％以上的辐射传递给传感器。对于间隔40nm或大约40nm的波长，可以获得大于100或更大的波长辨别比(也称为“抑制比”或“消光比”)。在一些实施例中，多层堆叠包括由介电材料层分隔的吸收材料层。堆叠可包括具有不同厚度的至少三层或四层。对于间隔110nm或大约110nm的波长，此类堆叠可在从正常角度到80度(或这些角度内的任何子范围)的入射角度范围内提供大于10000的抑制比。

一些实施例涉及一种多层半导体吸收体滤光器，包括多个半导体吸收体层和分隔所述多个半导体吸收体层以形成多层堆叠的多个介电材料层，其中在所述多层堆叠内存在至少三种不同的层厚度。

一些实施例涉及形成多层半导体吸收体滤光器的方法。一种方法可包括以下步骤：沉积多个半导体吸收体层；以及沉积分隔所述多个半导体吸收体层以形成多层堆叠的多个介电材料层，其中在所述多层堆叠内沉积至少三种不同的层厚度。

一些实施例涉及荧光检测组件，包括：基板，其上形成有光学探测器；反应室，其布置成接收荧光分子；光波导，其布置在所述光学探测器和所述反应室之间；以及光学吸收滤光器，其包括半导体材料层并设置在所述光学探测器和所述反应室之间。

一些实施例涉及一种光学吸收滤光器，其包括在基板上的非平面形貌上形成的半导体层。

一些实施例涉及一种光学吸收滤光器，其包括在基板上的集成装置中形成的三元III-V半导体。

一些实施例涉及用于形成荧光检测装置的方法，该方法包括：在基板上形成光学探测器；在所述基板上的光学探测器上方形成半导体光学吸收滤光器；在所述基板上的光学探测器上方形成光波导；以及形成反应室，所述反应室被配置为在所述光学吸收滤光器和所述光波导上方接收荧光分子。

通过以下结合附图的描述，可以更充分地理解本教导的前述和其他方面、实现、动作、功能、特征和实施例。

附图说明