專(zhuān)利名稱(chēng)：特征光譜識(shí)別芯片、其制造方法及使用該芯片的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片，特別是一種用于特征光譜識(shí)別的半導(dǎo)體 芯片。本發(fā)明還涉及該芯片的制造方法以及使用該芯片的檢測(cè)裝置，特別 是針對(duì)吸收光譜、熒光光譜的特征光譜識(shí)別裝置以及生物芯片掃描裝置。
背景技術(shù)：
目前，光學(xué)檢測(cè)技術(shù)已成為生物檢測(cè)中的重要手段之一，特別是光譜 檢測(cè)技術(shù)。例如，針對(duì)試樣(如血樣、尿樣等)采用分子吸收光譜、原子 吸收光譜、熒光光譜、拉曼光譜等方式進(jìn)行檢測(cè)，都可以給出一些十分有
用的生物信息。近年來(lái)發(fā)展十分迅速的DNA基因測(cè)序、基因診斷等也應(yīng) 用到了熒光光譜檢測(cè)技術(shù)。
用于進(jìn)行上述光譜檢測(cè)的設(shè)備通常都是一些大型的、昂貴的儀器設(shè) 備。例如，圖1示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示 出了一種用于對(duì)吸收光譜進(jìn)行測(cè)量的血紅蛋白測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖，而圖 3示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的基因芯片測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示例。現(xiàn)代化的通用測(cè)量 設(shè)備甚至可以給出試樣在很寬的連續(xù)光譜范圍內(nèi)的發(fā)射或吸收特性等，但 是也相應(yīng)地需要精密復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、寬帶分光器件和傳感器、以及昂貴 復(fù)雜的處理分析裝置等。因此，這些儀器的成本和操作復(fù)雜性使它們只適 于在少量的專(zhuān)業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中使用。
隨著社會(huì)的進(jìn)步，同時(shí)也由于社會(huì)老齡化的傾向，對(duì)于醫(yī)療診斷設(shè)備 大眾化、小型化、便攜式化的要求越來(lái)越高，最好能夠使這些設(shè)備直接進(jìn) 入家庭。這在技術(shù)上對(duì)光譜檢測(cè)方法提出了進(jìn)一步的要求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種特征光譜識(shí)別芯片。這種特征 光譜識(shí)別芯片包括陣列式半導(dǎo)體光學(xué)傳感器，半導(dǎo)體光學(xué)傳感器的陣列式 結(jié)構(gòu)中包括至少一個(gè)檢測(cè)像素和至少一個(gè)參考像素，特征光譜識(shí)別芯片還 包括至少一個(gè)光學(xué)濾光片，每個(gè)檢測(cè)像素的表面被對(duì)應(yīng)的光學(xué)濾光片覆 蓋。每個(gè)光學(xué)濾光片具有特征波長(zhǎng)，使得以特征波長(zhǎng)為中心的預(yù)定寬度范 圍內(nèi)的波長(zhǎng)能夠經(jīng)過(guò)光學(xué)濾光片透射，而該范圍之外的波長(zhǎng)不能透射。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種針對(duì)吸收光譜的特征光譜識(shí)別 裝置。該裝置包括照明光源、光學(xué)透鏡、信息處理部分以及根據(jù)本發(fā)明第 一方面的特征光譜識(shí)別芯片。其中，照明光源發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)透鏡后經(jīng)過(guò) 待測(cè)樣品透射到特征光譜識(shí)別芯片上，并由信息處理部分對(duì)特征光譜識(shí)別 芯片的輸出信號(hào)進(jìn)行分析，從而識(shí)別出一個(gè)或多個(gè)待測(cè)特征波長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種針對(duì)熒光光譜的特征光譜識(shí)別 裝置。該裝置包括激發(fā)光源、信息處理部分以及根據(jù)本發(fā)明第一方面的特 征光譜識(shí)別芯片。其中，激發(fā)光源發(fā)出的光照射到待測(cè)樣品上而激發(fā)出熒 光，特征光譜識(shí)別芯片接受熒光，并由信息處理部分對(duì)特征光譜識(shí)別芯片 的輸出信號(hào)進(jìn)行分析以識(shí)別特征光譜。
本發(fā)明還提供了一種生物芯片掃描裝置。該掃描裝置包括激發(fā)光源、 生物芯片以及信息處理部分，其中生物芯片的基底包括根據(jù)本發(fā)明第一方 面的特征光譜識(shí)別芯片。激發(fā)光源發(fā)出的光照射到待測(cè)樣品上激發(fā)出熒 光，熒光被特征光譜識(shí)別芯片所接收，信息處理部分對(duì)特征光譜識(shí)別芯片 的輸出進(jìn)行分析。
本發(fā)明還提供了一種用于制造特征光譜識(shí)別芯片的方法。該方法包
括
提供襯底，該襯底表面的表面區(qū)域能夠被劃分為至少兩個(gè)組，所述的 至少兩個(gè)組包括一個(gè)預(yù)定組以及除了所述預(yù)定組之外的其他組； 對(duì)于所述其他組中的每一個(gè)組，執(zhí)行下述步驟的處理
a) 在襯底上沉積具有所需特征波長(zhǎng)的濾光片，
b) 在步驟a)得到的襯底上形成脫模層，
c) 在步驟b)得到的襯底上旋涂光刻膠并對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，以及
d) 對(duì)步驟c)得到的襯底進(jìn)行刻蝕；
在對(duì)所述其他組中的每一個(gè)組都執(zhí)行上述步驟a)-e)的處理之后，對(duì)所 述預(yù)定組執(zhí)行下述步驟e)-f)的處理
e) 在經(jīng)過(guò)上述處理所得到的襯底上沉積具有所需特征波長(zhǎng)的濾光
片，以及
f) 除去此前步驟中形成的全部脫模層以及這些脫模層上方的層。 根據(jù)本發(fā)明，可以利用半導(dǎo)體工藝以低成本制造特征光譜識(shí)別芯片，
并可以利用這樣的芯片方便地制作出體積極小、成本很低的吸收光譜測(cè)量 儀和熒光光譜測(cè)量?jī)x。由于其成本很低，所以甚至可以制成藥丸式的微型 測(cè)量裝置或者一次性使用的可拋棄式裝置。另外，對(duì)于每個(gè)感興趣的特征 波長(zhǎng)都可以制作一個(gè)濾光片，所以可以以多通道并行方式一次檢測(cè)多個(gè)波 長(zhǎng)。與針對(duì)寬光譜范圍的檢測(cè)相比，由于這種芯片是針對(duì)離散的特定波長(zhǎng) 進(jìn)行檢測(cè)的，濾光片和傳感器不必因照顧到無(wú)關(guān)的波長(zhǎng)而犧牲性能，而且 傳感器與待測(cè)樣品間的距離可以很小，所以信噪比可以更高。還可以將這 樣的芯片周期性地排列，制成基因微陣列芯片的基底，不需要復(fù)雜的掃描 系統(tǒng)即可以并行方式對(duì)基因進(jìn)行測(cè)量分析。由于這些測(cè)量設(shè)備操作簡(jiǎn)便、 體積小、成本低，所以可以直接進(jìn)入家庭使用，而不局限在專(zhuān)業(yè)的醫(yī)療機(jī) 構(gòu)中。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種熒光光譜儀示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的一種用于對(duì)吸收光譜進(jìn)行測(cè)量的血紅蛋白測(cè)量?jī)x的 示意圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的一種基因芯片掃描儀示意圖。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的特征光譜識(shí)別芯片俯視示意圖。 圖5 (a) —圖5 (1)示出了制作本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片所采用 的半導(dǎo)體工藝步驟的一種實(shí)施例。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片上的光學(xué)濾光片的一種示 例性透過(guò)率曲線。
圖7示出了用根據(jù)本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片測(cè)量吸收光譜的一個(gè)實(shí)
圖8示出了用根據(jù)本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片測(cè)量熒光光譜的一個(gè)實(shí) 施例。
圖9示出了用根據(jù)本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片作為基因微陣列芯片基 底的示意圖。
圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明的生物芯片掃描裝置的一種實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，以便更好地理解 本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)。在本申請(qǐng)的說(shuō)明中，相同的標(biāo)號(hào)表示 相同的元件。
在生物試樣的光譜檢測(cè)過(guò)程中，整個(gè)測(cè)量光譜范圍內(nèi)對(duì)檢測(cè)結(jié)果真正 起決定作用的通常只有一兩條光譜線(即一兩個(gè)波長(zhǎng))，這種光譜線稱(chēng)為 特征光譜(特征波長(zhǎng))。只要能夠選擇性地讓探測(cè)器只接收這種特征光譜 的光能量，就能獲得所需的檢測(cè)效果。因此，對(duì)于例如家用場(chǎng)合，只要能 夠以較低成本實(shí)現(xiàn)對(duì)幾個(gè)特征波長(zhǎng)的檢測(cè)，就可以達(dá)到檢測(cè)目的，而沒(méi)有 必要采用昂貴復(fù)雜的通用檢測(cè)設(shè)備。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的特征光譜識(shí)別芯片的俯視示意 圖。根據(jù)本實(shí)施例的特征光譜識(shí)別芯片中包括陣列式的半導(dǎo)體光學(xué)傳感 器，如電荷耦合器件(CCD)傳感器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS) 傳感器或紅外陣列傳感器。半導(dǎo)體光學(xué)傳感器包括至少一個(gè)檢測(cè)像素，還 包括至少一個(gè)參考像素。每個(gè)檢測(cè)像素的表面上帶有一個(gè)濾光片，該濾光 片能夠覆蓋對(duì)應(yīng)的像素表面，優(yōu)選為使其形狀、大小與對(duì)應(yīng)的像素表面基 本相同。在需要對(duì)多個(gè)特征波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)的情況下，可以設(shè)置多個(gè)檢測(cè)像 素，并使各個(gè)檢測(cè)像素表面所帶的光學(xué)濾光片分別針對(duì)不同的波長(zhǎng)。例 如，圖4所示特征光譜識(shí)別芯片的三個(gè)檢測(cè)像素表面帶有濾光片102、 103、 104。
每個(gè)濾光片102、 103、 104可以看作一個(gè)光學(xué)帶通濾波器，它們分別 能透射以不同特征波長(zhǎng)為中心的預(yù)定寬度范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，而會(huì)阻擋相應(yīng)范 圍之外的其他波長(zhǎng)。圖6示出了一個(gè)濾光片(例如濾光片102)的光譜透 射率曲線的形狀。圖6所示濾光片102透射的特征波長(zhǎng)中心約為565nm， 透射的波長(zhǎng)寬度范圍(即帶通濾波器的通帶寬度)約為12nm。對(duì)于其他 濾光片103、 104等，其特征波長(zhǎng)的中心位于另外的波長(zhǎng)；透射的波長(zhǎng)寬 度可以同樣是12nm，也可以是其他數(shù)值。通常情況下，減小透射的波長(zhǎng) 寬度有利于提高檢測(cè)精度；而增大該寬度可以則可以增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度，提高 信噪比。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)所測(cè)特征光譜的波長(zhǎng)帶寬，以及周?chē)鸁o(wú)效 光譜的波長(zhǎng)范圍和強(qiáng)度而具體決定該寬度。另外，還可以考慮實(shí)際制作的 難度和成本來(lái)選擇該寬度?？紤]到實(shí)際應(yīng)用情況，各個(gè)濾光片透射的波長(zhǎng) 寬度優(yōu)選為2—200nm之間的數(shù)值，更優(yōu)選為10—20nm之間，這樣的透 射寬度范圍可以在維持較低制作成本的同時(shí)保證適當(dāng)?shù)臋z測(cè)精度。
位置101處的像素作為參考像素，該像素可以保持為不帶濾光片的狀 態(tài)，或者也可以使該像素帶有非檢測(cè)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)。所述非檢測(cè)性質(zhì)的結(jié)構(gòu) 例如用于濾去干擾光的濾光片，該濾光片例如只允許波長(zhǎng)高于(或低于) 某個(gè)截止值的輻射通過(guò)的長(zhǎng)波通(短波通)濾光片，或者是允許波長(zhǎng)在一 定范圍內(nèi)的輻射通過(guò)的帶通濾光片。通過(guò)將檢測(cè)像素測(cè)得的光強(qiáng)等參數(shù)與 參考像素測(cè)得的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行比較，即可獲得特征波長(zhǎng)的有關(guān)信息，并進(jìn) 而通過(guò)該信息獲得所需的生物信息。
圖4示出的芯片可以對(duì)3個(gè)特征波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，其陣列式傳感器中包 括4個(gè)像素，但這些數(shù)目?jī)H僅是示意性的，實(shí)際的像素?cái)?shù)和芯片數(shù)都可以 根據(jù)需要測(cè)量的特征光譜的數(shù)目來(lái)確定。優(yōu)選地，在對(duì)m個(gè)特征波長(zhǎng)進(jìn)行 檢測(cè)的情況下，陣列中的像素?cái)?shù)目為n.(m+l)，其中m、 n為正整數(shù)。這些 像素中的rvm個(gè)為檢測(cè)像素，例如，第一組n個(gè)像素帶有針對(duì)第一特征波 長(zhǎng)的濾光片，第二組n個(gè)像素帶有針對(duì)第二特征波長(zhǎng)的濾光片，…，第m 組n個(gè)像素帶有針對(duì)第m特征波長(zhǎng)的濾光片，而另外的一組n個(gè)像素作為 參考像素。例如，在對(duì)3個(gè)特征波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)的情況下，陣列中可以包括 4個(gè)、8個(gè)、12個(gè)甚至多達(dá)成千上萬(wàn)個(gè)像素，這些像素中的一部分在表面
上帶有濾光片102， 一部分帶有濾光片103， 一部分帶有濾光片104，另一
部分作為參考像素，這些帶有不同濾光片的像素可以以多種方式分布，例
如類(lèi)似于圖4所示那樣以棋盤(pán)狀方式均勻地交替排列。上述m的數(shù)值越 大，可同時(shí)檢測(cè)的特征光譜數(shù)目就越多；n的數(shù)值越大，對(duì)同一特征光譜 進(jìn)行檢測(cè)的像素?cái)?shù)目就越多，檢測(cè)靈敏度也越高；但m和n的數(shù)值增大也 會(huì)增加整個(gè)傳感器的成本，因此需要根據(jù)制造工藝水平在需求與成本之間 進(jìn)行平衡。通常情況下，m的數(shù)值在1一10之間，而n的數(shù)值在I一IOOO 之間。不過(guò)，這種在每個(gè)組中采用相同數(shù)目像素的設(shè)置并非限制性的，考 慮到傳感器對(duì)不同波長(zhǎng)的敏感度特性等因素，對(duì)不同特征波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)的 各個(gè)組可以分別具有不同的像素?cái)?shù)目。
優(yōu)選地，這些光學(xué)濾光片可以直接制作在半導(dǎo)體傳感器表面上，所以 其制作可以完全通過(guò)半導(dǎo)體工藝來(lái)進(jìn)行，或者采用與半導(dǎo)體工藝兼容的制 作工藝。例如，其制作工藝可以包括化學(xué)氣相沉積(CVD)、濺射、真空 蒸發(fā)、或新型的激化輔助濺射(Radical Assisted Sputtering, RAS)工藝 等，并可以采用光刻加刻蝕、抬離(lift off)、或刻蝕和抬離相結(jié)合的方 法來(lái)進(jìn)行圖案化，還可以包括必要的清洗、拋光、去膠等步驟。
圖5示出了通過(guò)光刻加刻蝕和抬離相結(jié)合的方法制作光學(xué)濾光片的一 種示例性工藝流程示意圖。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)濾光片陣列是在襯底上制造 的。如上所述，可以在半導(dǎo)體傳感器的表面上直接制作光學(xué)濾光片，在此 情況下，半導(dǎo)體傳感器本身作為光學(xué)濾光片陣列的襯底，即，半導(dǎo)體傳感 器本身的結(jié)構(gòu)制作完成后并不結(jié)束工藝處理，而是緊接著執(zhí)行圖5中的工 藝流程。將光學(xué)濾光片直接制作在傳感器表面上可以盡可能地減小光線進(jìn) 入傳感器之前產(chǎn)生的損耗?；蛘?，光學(xué)濾光片也可以在半導(dǎo)體傳感器的保 護(hù)結(jié)構(gòu)表面上制作，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)例如由光學(xué)玻璃制成，但也可以是適于 通過(guò)半導(dǎo)體處理工藝(特別是PECVD)來(lái)進(jìn)行處理的其他透明材料。或 者，還可以將半導(dǎo)體傳感器的襯底作為光學(xué)濾光片的襯底來(lái)執(zhí)行圖5中的 工藝流程，即，在襯底(例如適于半導(dǎo)體處理工藝的透明材料襯底)上以 自頂向下的方式制作半導(dǎo)體傳感器，使半導(dǎo)體傳感器中最靠近襯底的層是 其頂層，而離襯底最遠(yuǎn)的層是其底層，然后將半導(dǎo)體傳感器及其襯底翻過(guò)
來(lái)，在襯底上執(zhí)行圖5所示工藝流程。
在圖5 (a)所示的步驟1，在襯底上501沉積第一光學(xué)濾光片502。 例如，第一光學(xué)濾光片502可以是使波長(zhǎng)為470±5nm的藍(lán)色波長(zhǎng)段的光 通過(guò)、而其余波長(zhǎng)段的光不能通過(guò)的濾光片。步驟1的沉積處理優(yōu)選采用 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝來(lái)進(jìn)行，例如可以以NH3和 SiH4為原料氣體沉積高折射率的硅氮化物(下文中標(biāo)記為SixNy，其中x、 y的值根據(jù)工藝條件而定，例如折射率約為2.02的Si3N4、以及Si2N3等) 材料層，并以SiH4和N20為原料氣體沉積低折射率的硅氧化物(例如 Si02，折射率約為1.465)層，通過(guò)多次交替執(zhí)行這樣的沉積處理，得到由 SixNy材料層和Si02材料層交替排列組成的、具有上述光譜特性的多層復(fù) 合結(jié)構(gòu)。
在圖5 (b)所示的步驟2，在步驟1得到的襯底上(包括步驟1中沉 積的第一光學(xué)濾光片502上以及襯底501上未被沉積第一光學(xué)濾光片502 而暴露出的部分上)涂敷第一脫模層(release layer) 503。第一脫模層503 可以是一層或由多個(gè)層構(gòu)成，這些層的材料可以是金屬材料，優(yōu)選為銅， 或者銅和鋁組成的復(fù)合層。根據(jù)光學(xué)濾光片在透光性等方面的需要，第一 脫模層503的厚度可以在約300nm到2)am之間，例如約l|am。例如，第 一脫模層503可以是lpm厚的銅層，或由500nm厚的鋁層與500nm厚的 銅層組成?？梢酝ㄟ^(guò)例如蒸鍍方式來(lái)涂敷第一脫模層503。
在圖5 (c)所示的步驟3，在步驟2得到的襯底上旋涂光刻膠504并 對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光。旋涂光刻膠及曝光可以采用半導(dǎo)體處理領(lǐng)域公知的處 理工藝來(lái)進(jìn)行。
在圖5 (d)所示的步驟4，對(duì)步驟3得到的襯底進(jìn)行刻蝕。刻蝕可以
采用半導(dǎo)體處理領(lǐng)域公知的刻蝕劑和處理工藝來(lái)進(jìn)行。
可選地，在圖5 (e)所示的步驟5，對(duì)步驟4得到的襯底進(jìn)行清洗， 洗去殘留的光刻膠504。清洗處理是本領(lǐng)域公知的。
在圖5 (f)所示的步驟6，在步驟5得到的襯底上沉積第二光學(xué)濾光 片505。例如，第二光學(xué)濾光片505可以是使波長(zhǎng)為520士5nm的綠色波 長(zhǎng)段的光通過(guò)、而其余波長(zhǎng)段的光不能通過(guò)的濾光片。與步驟1類(lèi)似，步
13
驟6的沉積處理優(yōu)選采用PECVD工藝來(lái)進(jìn)行，例如可以以皿3和SiH4為 原料氣體沉積高折射率的SixNy材料層，并以SiH4和N20為原料氣體沉積 低折射率的Si02層，通過(guò)多次交替執(zhí)行這樣的沉積處理，得到由SixNy材 料層和Si02材料層交替排列組成的、具有上述光譜特性的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
在圖5 (g)所示的步驟7，在步驟6得到的襯底上(即在步驟6涂敷 的第二光學(xué)濾光片505上)涂敷第二脫模層506。第二脫模層506可以與 第一脫模層503有相同的材料和厚度，也可以根據(jù)實(shí)際情況而采用與第一 脫模層503不同的參數(shù)。
在圖5 (h)所示的步驟8，在步驟7涂敷的第二脫模層506上旋涂光 刻膠507并對(duì)光刻膠507進(jìn)行曝光。
在圖5 (i)所示的步驟9，對(duì)步驟8得到的襯底進(jìn)行刻蝕。
可選地，在圖5 (j)所示的步驟10，對(duì)步驟9得到的襯底進(jìn)行清洗， 洗去殘留的光刻膠507。
在圖5 (k)所示的步驟11，在步驟10得到的襯底上沉積第三光學(xué)濾 光片508。例如，第三光學(xué)濾光片508可以是使波長(zhǎng)為620士5nm的紅色 波長(zhǎng)段的光通過(guò)、而其余波長(zhǎng)段的光不能通過(guò)的濾光片。與步驟1和步驟 6類(lèi)似，步驟11的沉積處理優(yōu)選采用PECVD工藝來(lái)進(jìn)行，例如可以以 NH;和SiH4為原料氣體沉積高折射率的SixNy材料層，并以SiHU和N20為 原料氣體沉積低折射率的Si02層，通過(guò)多次交替執(zhí)行這樣的沉積處理，得 到由SixNy材料層和Si02材料層交替排列組成的、具有上述光譜特性的多 層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
在圖5 (1)所示的步驟12，從步驟11得到的襯底上通過(guò)例如抬離處 理而除去第一脫模層503和第二脫模層506 (以及這些脫模層上方的結(jié)構(gòu) 層)，得到完整的光學(xué)濾光片。在圖5 (1)所示步驟12之后，還可以視 情況執(zhí)行必要的清洗等后處理步驟。
對(duì)于上述處理方法，最適于采用的涂敷工藝是PECVD，因?yàn)镻ECVD 工藝在半導(dǎo)體工藝中的應(yīng)用最為成熟。但是本發(fā)明的處理方法不限于使用 PECVD，而是也可以采用其他適宜的加工工藝來(lái)進(jìn)行，例如濺射工藝，特 別是激化輔助濺射工藝。上述處理方法示例中以硅氮化物(SixNy，如
Si3N4)材料作為高折射率介質(zhì)，氧化硅(如Si02)材料作為低折射率介
質(zhì)，但本發(fā)明也可以采用其他材料來(lái)實(shí)施，例如可以用Ti02、 Nb205、 Ta205、 Hf02等材料作為高折射率介質(zhì)，用A1203、 MgF2等材料作為低折 射率材料。另外，圖5所示處理方法中沉積了三個(gè)不同的濾光片，但是本 發(fā)明可以根據(jù)需要沉積更多個(gè)不同光譜特性的光學(xué)濾光片，這些濾光片的 制作順序也可以根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行調(diào)整。另外，盡管上述處理方法的說(shuō)明 中，三種光學(xué)濾光片透射的特征波長(zhǎng)中心分別是藍(lán)色、綠色和紅色，但是 本發(fā)明的光學(xué)濾光片不限于此。根據(jù)需要，各光學(xué)濾光片的特征波長(zhǎng)可以 在電磁輻射譜的任何適當(dāng)范圍內(nèi)，既包括可見(jiàn)光波段，也包括紅外、紫外 等波段。
為了進(jìn)一步提高集成度并減小特征光譜識(shí)別裝置的整體體積，可以將 光源也制作在芯片上。由上述說(shuō)明可見(jiàn)，芯片中的光學(xué)傳感器和光學(xué)濾光 片是通過(guò)半導(dǎo)體工藝制作的，因此光源也優(yōu)選為通過(guò)半導(dǎo)體工藝來(lái)制作， 從而避免將芯片在不同加工設(shè)備之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移所帶來(lái)的成本、工時(shí)增加以 及可能的污染問(wèn)題等。因此，光源優(yōu)選為半導(dǎo)體激光二極管(LD)或半導(dǎo) 體LED。光源發(fā)射的波長(zhǎng)中應(yīng)當(dāng)包括芯片中至少一個(gè)光學(xué)濾光片的特征波 長(zhǎng)。在此情況下，特征光譜識(shí)別裝置中可以不必單獨(dú)設(shè)置光源。
為了實(shí)現(xiàn)特定的功能，光學(xué)濾光片之外還可以根據(jù)需要帶有必要的光 處理結(jié)構(gòu)。例如，根據(jù)需要，所沉積的光學(xué)濾光片可以包括針對(duì)紅外、紫 外等波段的濾光片，這樣的濾光片可以用于例如濾去周邊的干擾光。為了 提高光透過(guò)率，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)濾光片還可以在一面或兩面上鍍有增透 膜層。為了提高檢測(cè)靈敏度，光學(xué)濾光片的光接收表面外可以帶有例如會(huì) 聚透鏡等。為了保護(hù)器件免受損壞，還可以在光學(xué)濾光片的最外層表面設(shè) 置保護(hù)層。參考像素之外也可以類(lèi)似地帶有這些結(jié)構(gòu)。
圖7示出了用本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片來(lái)測(cè)量特征吸收光譜的一種 實(shí)施例。照明光源99可以是寬帶光源，例如白熾燈或白光發(fā)光二極管 (LED)等，其發(fā)射光譜中包含了待測(cè)的特征波長(zhǎng)，或者至少包括了多個(gè) 待測(cè)特征波長(zhǎng)中的一個(gè)特征波長(zhǎng)?；蛘?，照明光源99也可以是由發(fā)射波 長(zhǎng)不同的一系列窄帶光源組成的多通道光源，這些不同的發(fā)射波長(zhǎng)包括待測(cè)的特征波長(zhǎng)，或至少包括多個(gè)待測(cè)特征波長(zhǎng)中的一個(gè)特征波長(zhǎng)。照明光 源99發(fā)射出的光經(jīng)過(guò)光學(xué)透鏡98，隨后穿過(guò)待測(cè)樣品(圖中未示出)照
射到特征光譜識(shí)別芯片100上，特征光譜識(shí)別芯片100的輸出被送入信息
處理部分(未示出)進(jìn)行處理。信息處理部分可以是任何具有運(yùn)算處理能
力的裝置，例如基于微處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列(FPGA)、專(zhuān)用 集成電路(ASIC)等的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)，并可以包括中央處理單元 (CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出(I/O)接口等。信息處理部分例如可以對(duì) 放入樣品前后參考像素和各測(cè)量像素所得到的讀數(shù)進(jìn)行比較分析，從而得 到與待測(cè)波長(zhǎng)有關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以對(duì)樣品中感興趣成分的有關(guān)情況進(jìn)行 判斷。例如，在放入樣品后與未放入樣品前相比，某一個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng) 的光強(qiáng)顯著下降(例如下降到某個(gè)判定閾值，如5%以下)的情況下，信 息處理部分可以判斷為樣品中存在位于該一個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)的吸收峰， 進(jìn)而根據(jù)這種光學(xué)檢測(cè)結(jié)果獲得該樣品的提供者的相關(guān)信息。
圖8示出了用本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片來(lái)測(cè)量熒光光譜的一種實(shí)施 例。激發(fā)光源97發(fā)出的光束照射到待測(cè)樣品96上，所激發(fā)出的熒光被特 征光譜識(shí)別芯片IOO所接收，芯片的輸出由信息處理部分(未示出)進(jìn)行 處理。激發(fā)光源可以采用窄帶光源，例如激光器、激光二極管、由多個(gè)激 光二極管組成的激光二極管組等，也可以是帶有窄帶光學(xué)濾光片的其他發(fā) 光源。信息處理部分可以類(lèi)似于圖7所示裝置中所用的信息處理部分。信 息處理部分可以對(duì)放入樣品前后參考像素和各測(cè)量像素處的讀數(shù)進(jìn)行比較 分析，從而得到與待測(cè)波長(zhǎng)有關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以對(duì)樣品中感興趣成分的 有關(guān)情況進(jìn)行判斷。例如，在放入樣品后與未放入樣品前相比，某一個(gè)或 多個(gè)個(gè)特征波長(zhǎng)的光強(qiáng)從無(wú)到有或發(fā)生顯著增大(例如增大到某個(gè)判定閾 值以上)的情況下，信息處理部分可以判斷為樣品中存在能夠激發(fā)出該特 征波長(zhǎng)的發(fā)射波長(zhǎng)，進(jìn)而根據(jù)這種光學(xué)檢測(cè)結(jié)果獲得該樣品的提供者的相 關(guān)信息。由于特征光譜識(shí)別芯片100可以與待測(cè)樣品96靠得很近，因而 探測(cè)的效率可以很高。特征光譜識(shí)別芯片100上的微型光學(xué)濾光片對(duì)激發(fā) 光源97發(fā)出的光具有很高的截止度，以改善探測(cè)靈敏度。
在上述說(shuō)明中，圖7所示針對(duì)吸收光譜的特征光譜識(shí)別裝置以及圖8
所示針對(duì)熒光光譜的特征光譜識(shí)別裝置是通過(guò)對(duì)放入樣品前后的光強(qiáng)比較 來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的。但是，根據(jù)利用本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片進(jìn)行檢測(cè)的方 式并不限于光強(qiáng)比較。例如，通過(guò)適當(dāng)?shù)嘏渲冒雽?dǎo)體光學(xué)傳感器中測(cè)量象 素和參考象素的特性和信息處理部分的數(shù)據(jù)處理方式，也可以采用本領(lǐng)域
公知的其他方法進(jìn)行測(cè)量，例如時(shí)間分辨熒光測(cè)定法(time resolved fluorometry， TRF)或其他光度學(xué)測(cè)量方法。除了光強(qiáng)之外，可以直接檢 測(cè)的物理量包括但不限于光譜中發(fā)射/吸收峰的衰減時(shí)間、上升時(shí)間、脈沖 寬度、響應(yīng)時(shí)間、多個(gè)峰/谷值的強(qiáng)度對(duì)比度或譜線寬度等。
對(duì)于圖7和圖8所示實(shí)施例，由于特征光譜識(shí)別芯片、激發(fā)光源、照 明光源和光學(xué)透鏡的體積都很小，整個(gè)探頭的體積也可以很小并且成本很 低，所以測(cè)量時(shí)甚至可以將整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)浸入待測(cè)試樣(通常為液體，如 尿樣、血樣等)中，或者也可以將待測(cè)樣品滴入測(cè)量系統(tǒng)中，還可以利用 毛細(xì)現(xiàn)象將樣品吸入測(cè)量系統(tǒng)中。這種吸收光譜檢測(cè)裝置或熒光光譜檢測(cè) 裝置甚至可以設(shè)計(jì)成使其至少除了信息處理部分之外的那些部分(例如圖 7所示實(shí)施例中由照明光源99、光學(xué)透鏡98和特征光譜識(shí)別芯片100組成 的部分，或圖8所示實(shí)施例中由激發(fā)光源97和特征光譜識(shí)別芯片100組成 的部分)是可以被待檢測(cè)對(duì)象(例如可以是人或動(dòng)物)吞下的吞服物。例 如，可以將這些吞服部分制成直徑不大于18mm的球形或柱形的藥丸、藥 片狀，也可以將其容納在無(wú)毒害作用的可吞服膠囊中?？梢酝ㄟ^(guò)極細(xì)的導(dǎo) 線或光纖或采用射頻感應(yīng)發(fā)射的方式將測(cè)量信號(hào)引出體外進(jìn)行分析處理， 從而進(jìn)行無(wú)損傷檢測(cè)?；蛘?，也可以將檢測(cè)裝置的整體或局部設(shè)計(jì)成一次 性使用的可拋棄式裝置以便使用，例如可以在每次檢測(cè)之后將除信息處理 部分之外的部分拋棄。
基因檢測(cè)實(shí)質(zhì)上也是一種熒光光譜檢測(cè)。圖9示出了應(yīng)用本發(fā)明的特 征光譜識(shí)別芯片作為生物芯片(例如基因微陣列芯片)基底的示意圖。由 很多個(gè)可以識(shí)別基因熒光光譜的基本單元100呈周期性整齊排列的特征光 譜識(shí)別芯片1000可以作為基因微陣列芯片的基底。在每一基本單元100 上可以接枝不同的DNA (或RNA)片斷，并用熒光染料對(duì)其進(jìn)行染色， 從而進(jìn)行DNA的檢測(cè)。圖IO是利用圖9所示生物芯片構(gòu)成的生物芯片掃
描裝置一種實(shí)施例的示意圖。如圖io所示，根據(jù)本實(shí)施例的生物芯片掃 描裝置包括激發(fā)光源200、生物芯片1000以及信息處理部分202。激發(fā)光 源(例如激光光源)200發(fā)出的激發(fā)光照射到帶有特征光譜識(shí)別芯片的生 物芯片1000上，由信息處理部分202判斷出熒光在芯片1000上出現(xiàn)的位 置及出現(xiàn)的熒光強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)DNA診斷。激發(fā)光源200發(fā)出的光可以 直接照射到生物芯片上，也可以如圖10所示那樣經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)201 (例如 擴(kuò)束裝置)處理之后再照射到生物芯片上。信息處理部分202可以是與圖 7和圖8中所用信息處理部分類(lèi)似的裝置。圖IO的裝置可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)測(cè)量 方式，而不必通過(guò)多次掃描來(lái)測(cè)量多個(gè)特征光譜，因而可以省去傳統(tǒng)測(cè)量 裝置中復(fù)雜的掃描系統(tǒng)，減小了體積、成本并提高了測(cè)量效率。
為了避免液體進(jìn)入電路部分并造成不良影響，在上述吸收光譜測(cè)量裝 置、熒光光譜測(cè)量裝置和基因微陣列中，可以用例如透明密封材料等對(duì)上 述特征光譜識(shí)別芯片進(jìn)行密封。
需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更直觀的說(shuō)明，本 發(fā)明的范圍不局限于這些具體的實(shí)施例，而由權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1. 一種特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于所述特征光譜識(shí)別芯片包括陣列式半導(dǎo)體光學(xué)傳感器，所述半導(dǎo)體光學(xué)傳感器的陣列式結(jié)構(gòu)中包括至少一個(gè)檢測(cè)像素和至少一個(gè)參考像素，所述特征光譜識(shí)別芯片還包括至少一個(gè)光學(xué)濾光片，每個(gè)所述檢測(cè)像素的表面被對(duì)應(yīng)的光學(xué)濾光片覆蓋，每個(gè)所述光學(xué)濾光片具有特征波長(zhǎng)，使得以所述特征波長(zhǎng)為中心的預(yù)定寬度范圍內(nèi)的波長(zhǎng)能夠經(jīng)過(guò)所述光學(xué)濾光片透射，而所述范圍之外的波長(zhǎng)不能透射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于所述預(yù)定寬度的大小在2nm—200nm之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述檢測(cè)像素的數(shù)目為至少兩個(gè)并被劃分為至少兩個(gè)組，在所述至少兩個(gè)組的每個(gè)組中，各檢測(cè)像素對(duì)應(yīng)的光學(xué)濾光片具有相同的特征波長(zhǎng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于所述半導(dǎo)體光學(xué)傳感器包括m組檢測(cè)像素和n個(gè)參考像素，用于對(duì)m 個(gè)待測(cè)的特征波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，其中，每個(gè)所述組包括n個(gè)具有相同特征波 長(zhǎng)的檢測(cè)像素，m、 n為正整數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述光學(xué)濾光片是通過(guò)半導(dǎo)體工藝制成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于-所述光學(xué)濾光片直接制作在所述半導(dǎo)體傳感器的表面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述光學(xué)濾光片制作在所述半導(dǎo)體傳感器的保護(hù)結(jié)構(gòu)表面上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述半導(dǎo)體工藝包括從下列處理步驟構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)或多個(gè)處理步驟化學(xué)氣相沉積、濺射、真空蒸發(fā)、激化輔助濺射、光刻、刻蝕、抬離、清洗、拋光、去膠。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述光學(xué)濾光片是由交替排列的高折射率介質(zhì)材料和低折射率介質(zhì)材料層組成的多層膜結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述高折射率介質(zhì)材料包括下列材料中的至少一種Ti02、 Nb205、Ta205、 Hf02、 Si3N4。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述低折射率介質(zhì)材料包括下列材料中的至少一種A1203、 MgF2、Si02。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述半導(dǎo)體光學(xué)傳感器是下列傳感器中的一種電荷耦合器件傳感器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器或紅外傳感器陣列。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述參考像素上帶有長(zhǎng)波通濾光片、短波通濾光片或帶通濾光片。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述光學(xué)濾光片外部設(shè)有下列附加結(jié)構(gòu)中的至少一項(xiàng)紅外濾光片、紫外濾光片、增透膜層、會(huì)聚透鏡、保護(hù)層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述檢測(cè)像素的數(shù)目為至少兩個(gè)并被劃分為至少兩個(gè)組，在所述至少兩個(gè)組的每個(gè)組中，各檢測(cè)像素對(duì)應(yīng)的光學(xué)濾光片具有相同的特征波長(zhǎng)；所述至少兩個(gè)組包括一個(gè)預(yù)定組以及除了所述預(yù)定組之外的其他組，對(duì)于所述其他組中的每一個(gè)組，執(zhí)行下述步驟a)-d)的處理a) 在襯底上沉積具有所需特征波長(zhǎng)的濾光片，b) 在步驟a)得到的襯底上形成脫模層，c) 在步驟b)得到的襯底上旋涂光刻膠并對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光，以及d) 對(duì)步驟C)得到的襯底進(jìn)行刻蝕； 在對(duì)所述其他組中的每一個(gè)組都執(zhí)行上述步驟a)-d)的處理之后，對(duì)所述預(yù)定組執(zhí)行下述步驟e)-f)的處理 e) 在經(jīng)過(guò)上述處理所得到的襯底上沉積具有所需特征波長(zhǎng)的濾光片，以及f) 除去此前步驟中形成的全部脫模層以及這些脫模層上方的層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 對(duì)于所述其他組中的每一個(gè)組，在執(zhí)行所述步驟d)的處理之后，執(zhí)行下述步驟d')的處理d')對(duì)步驟d)所得到的襯底進(jìn)行清洗，洗去殘留的光刻膠。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述脫模層由銅構(gòu)成，或者是由銅和鋁組成的復(fù)合層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征光譜識(shí)別芯片，其特征在于 所述特征光譜識(shí)別芯片上還帶有光源裝置，所述光源裝置包括半導(dǎo)體激光二極管或半導(dǎo)體發(fā)光二極管，并且所述光源裝置發(fā)射的波長(zhǎng)中包括至 少一個(gè)所述光學(xué)濾光片的特征波長(zhǎng)。
19. 一種針對(duì)吸收光譜的特征光譜識(shí)別裝置，其特征在于 所述裝置包括照明光源、光學(xué)透鏡、信息處理部分以及根據(jù)權(quán)利要求1一18中任意一項(xiàng)所述的特征光譜識(shí)別芯片，所述照明光源發(fā)出的光經(jīng)所 述光學(xué)透鏡后經(jīng)過(guò)待測(cè)樣品透射到所述特征光譜識(shí)別芯片上，并由所述信 息處理部分對(duì)所述特征光譜識(shí)別芯片的輸出信號(hào)進(jìn)行分析，從而識(shí)別出一 個(gè)或多個(gè)待測(cè)特征波長(zhǎng)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于所述照明光源是寬帶光源，所述寬帶光源發(fā)出的輻射中包含了所述待 測(cè)特征波長(zhǎng)中的至少一個(gè)波長(zhǎng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于 所述照明光源是白熾光源或白光發(fā)光二極管。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述照明光源包括由 多個(gè)窄帶光源組成的多通道光源，所述多個(gè)窄帶光源能夠發(fā)射出多個(gè)發(fā)射 波長(zhǎng)，所述多個(gè)發(fā)射波長(zhǎng)中至少包括所述待測(cè)特征波長(zhǎng)中的一個(gè)波長(zhǎng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述裝置中至少由所 述照明光源、所述光學(xué)透鏡和所述特征光譜識(shí)別芯片組成的部分是一次性 使用的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述裝置中至少由所 述照明光源、所述光學(xué)透鏡和所述特征光譜識(shí)別芯片組成的部分被制成可 吞服的形狀或容納在可吞服的膠囊中。
25. —種針對(duì)熒光光譜的特征光譜識(shí)別裝置，其特征在于所述裝置包括激發(fā)光源、信息處理部分以及根據(jù)權(quán)利要求1一17中任意一項(xiàng)所述的特征光譜識(shí)別芯片，所述激發(fā)光源發(fā)出的光照射到待測(cè)樣品 上而激發(fā)出熒光，所述特征光譜識(shí)別芯片接受所述熒光，并由所述信息處 理部分對(duì)所述特征光譜識(shí)別芯片的輸出信號(hào)進(jìn)行分析以識(shí)別特征光譜。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于所述激發(fā)光源是窄帶發(fā)光光源。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于所述窄帶發(fā)光光源包括下列任意一項(xiàng)激光器、激光二極管、激光二極管組、帶有窄帶光學(xué)濾光片的發(fā)光源。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述裝置至少由所述 激發(fā)光源和所述特征光譜識(shí)別芯片組成的部分是一次性使用的。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述裝置中至少由所 述激發(fā)光源和所述特征光譜識(shí)別芯片組成的部分被制成可吞服的形狀或容 納在可吞服的膠囊中。
30. —種生物芯片掃描裝置，其特征在于所述掃描裝置包括激發(fā)光源、生物芯片以及信息處理部分，所述生物 芯片的基底包括根據(jù)權(quán)利要求1一18中任意一項(xiàng)所述的特征光譜識(shí)別芯 片，所述激發(fā)光源發(fā)出的光照射到待測(cè)樣品上激發(fā)出熒光，所述熒光被所 述特征光譜識(shí)別芯片所接收，所述信息處理部分對(duì)所述特征光譜識(shí)別芯片 的輸出進(jìn)行分析。
31. —種用于制造特征光譜識(shí)別芯片的方法，其特征在于提供襯底，所述襯底表面的表面區(qū)域能夠被劃分為至少兩個(gè)組，所述 至少兩個(gè)組包括一個(gè)預(yù)定組以及除了所述預(yù)定組之外的其他組，對(duì)于所述其他組中的每一個(gè)組，執(zhí)行下述步驟a)-d)的處理 a) 在所述襯底上沉積具有所需特征波長(zhǎng)的濾光片，b) 在步驟a)得到的襯底上形成脫模層，c) 在步驟b)得到的襯底上旋涂光刻膠并對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光，以及d) 對(duì)步驟C)得到的襯底進(jìn)行刻蝕；在對(duì)所述其他組中的每一個(gè)組都執(zhí)行上述步驟a)-e)的處理之后，對(duì)所 述預(yù)定組執(zhí)行下述步驟e)-f)的處理e) 在經(jīng)過(guò)上述處理所得到的襯底上沉積具有所需特征波長(zhǎng)的濾光片，以及f) 除去此前步驟中形成的全部脫模層以及這些脫模層上方的層。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于對(duì)于所述其他組中的每一個(gè)組，在執(zhí)行所述步驟d)的處理之后，執(zhí)行下述步驟d')的處理d')對(duì)步驟d)所得到的襯底進(jìn)行清洗，洗去殘留的光刻膠。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其特征在于 所述脫模層由銅構(gòu)成，或者是由銅和鋁組成的復(fù)合層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于特征光譜識(shí)別的半導(dǎo)體芯片及其制造方法，以及利用該芯片對(duì)吸收光譜、熒光光譜進(jìn)行測(cè)量的特征光譜識(shí)別裝置和生物芯片掃描裝置。根據(jù)本發(fā)明的特征光譜識(shí)別芯片包括陣列式半導(dǎo)體光學(xué)傳感器，傳感器陣列結(jié)構(gòu)中包括至少一個(gè)檢測(cè)像素和至少一個(gè)參考像素；該芯片還包括至少一個(gè)光學(xué)濾光片，每個(gè)檢測(cè)像素的表面被對(duì)應(yīng)的光學(xué)濾光片覆蓋。每個(gè)光學(xué)濾光片具有特征波長(zhǎng)，使得以特征波長(zhǎng)為中心的預(yù)定寬度范圍內(nèi)的波長(zhǎng)能夠經(jīng)過(guò)光學(xué)濾光片透射，而這個(gè)范圍之外的波長(zhǎng)不能透射。根據(jù)本發(fā)明，可以利用半導(dǎo)體工藝以低成本制造特征光譜識(shí)別芯片，并可以方便地制作體積小、成本低的吸收光譜測(cè)量?jī)x和熒光光譜測(cè)量?jī)x以及生物微陣列芯片。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101378067SQ20071014571
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者斌 樊, 邵劍心 申請(qǐng)人:明熒光學(xué)有限公司