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具有嵌入的微流体的色彩感测影像 传感器和相关方法

阅读：768发布：2024-02-22

专利汇可以提供具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器和相关方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种具有嵌入微流体的色彩感测影像传感器包括硅基板具有(a)至少一个凹部部分地界定至少一个嵌入的微流体通道和(b)多个感光区域，用于产生位置感测的电子信号，以响应从该至少一个凹部来的光，其中至少两个感光区域分别位于相对于该至少一个凹部至少两个相互不同的深度范围，以提供颜色讯息。一种制造多个这样的色彩感测影像传感器的晶片级制造方法。一种用于流体样品产生色彩影像的方法，包括执行沉积在嵌入硅基板上的微流体通道的流体样品的成像，到硅基板的多个感光区域，和基于光穿透到硅基板的深度产生彩色讯息。，下面是具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器和相关方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器，包含：
硅基板包括：（a）至少一个凹部，其是部分地界定至少一个嵌入的微流体通道和（b）多个感光区域，其用以响应于从所述至少一个凹部的光而产生位置感测的电子信号；其中至少两个感光区域是相对于所述至少一个凹部而分别位于至少两个相互不同的深度范围，且在垂直于深度方向的方向上具有各自不重叠的曝光区，借以提供色彩讯息；
其中，所述色彩感测影像传感器还包括与所述硅基板接触的盖，其供协同所述硅基板而界定所述嵌入的微流体通道的至少一个；
所述盖包括至少一个外部微流体通道，其供与所述嵌入的微流体通道中的一个共同而形成多层的微流体网络，所述多层的微流体网络可由多个感光区域成像。
2.如权利要求1所述的色彩感测影像传感器，所述至少两个互不相同的深度范围分别与至少两个互不相同的波长范围的光的穿透深度重合。
3.如权利要求1所述的色彩感测影像传感器，所述多个感光区域是被设置在多个色彩像素组中，供产生位置感测的色彩讯息，每个色彩像素组包括：
第一感光区域，其位于相对于所述至少一个凹部的第一深度范围内，与第一波长范围的光的穿透深度重合；以及
第二感光区域，其位于相对于所述至少一个凹部的第二深度范围内，与第二波长范围的光的穿透深度重合，所述第二波长范围是与所述第一波长范围不同。
4.如权利要求3所述的色彩感测影像传感器，每个色彩像素组还包括第三感光区域，其相对于所述至少一个凹部而位于第三深度范围且与不同于所述第一波长范围和所述第二波长范围两者的第三波长范围的光的穿透深度是重合的。
5.如权利要求4所述的色彩感测影像传感器，所述第一、所述第二和所述第三深度范围是经配置而使得多个所述位置感测的电子信号共同指定主色彩的讯息。
6.如权利要求5所述的色彩感测影像传感器，所述主色彩讯息是红色、绿色和蓝色的色彩讯息。
7.如权利要求1所述的色彩感测影像传感器，每个感光区域是n型掺杂的硅区域。
8.如权利要求7所述的色彩感测影像传感器，每个n型掺杂区域是至少部分地由p型掺杂区包围，而供消除靠近但在所述n型掺杂区外由所述光产生的电荷载子，借以降低光谱模糊。
9.如权利要求1所述的色彩感测影像传感器，具有相同的横向位置的所述外部微流体通道的至少一个的至少一部分是作为所述至少一个凹部的至少一部分，且供借由所述多个感光区域而使所述外部微流体通道的至少一个进行色彩感测成像，其中所述横向位置是指平行于与所述至少一个凹部相关联的所述硅基板的表面于维度中的位置。
10.如权利要求1所述的色彩感测影像传感器，所述硅基板包括硅层，其是不带n型掺杂的且介于所述至少一个凹部和所述多个感光区域间，而用于设置在所述至少一个凹部的流体样本中用于激发荧光的荧光激发光的吸收。
11.一种用于产生流体样品的色彩影像的方法，包括：
执行流体样品的成像至硅基板的多个感光区域，其中所述流体样品是沉积在微流体通道中，所述微流体通道是嵌入在硅基板中，其中至少两个感光区域在垂直于所述硅基板的深度方向的方向上具有各自不重叠的曝光区；
基于光进入所述硅基板的穿透深度而产生色彩讯息；以及
使用所述多个感光区域，执行通过流体样品的所述微流体通道的无透镜彩色成像，其中所述流体样品沉积在外部微流体通道，所述外部微流体通道位于所述硅基板的外部。
12.如权利要求11所述的方法，其中
所述执行无透镜成像的步骤包括：
相对于所述微流体通道，执行所述流体样品的无透镜成像到所述硅基板的多个感光区域，所述感光区域是位于互不相同的多个深度范围，所述互不相同的深度范围分别与相互不同波长范围的光的穿透深度重合；和
所述产生色彩讯息的步骤包括：响应于光入射到所述多个感光区域而产生的电子信号，借以提供位置感测的颜色讯息。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
处理所述电子信号以决定所述色彩影像。
14.如权利要求11所述的方法，所述色彩影像是荧光图像，所述方法还包括：
在硅层中，吸收入射在所述硅基板的荧光激发光，其中所述硅层位于所述硅基板中，所述硅基板位于所述微流体通道和所述多个感光区域的至少一部分之间。
15.如权利要求11所述的方法，所述色彩影像是荧光影像，所述方法还包括：
实质地传送入射在所述多个感光区域中的一个的荧光激发光，使其穿过所述多个感光区域中的所述一个。
16.一种用于制造多个具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器的晶片级方法，其包括：
处理硅晶片的前侧，以产生多个掺杂区域，所述掺杂区域位于相对于所述硅晶片的背面的平面的互不相同的多个深度的范围，所述至少两个掺杂区域在垂直于深度方向的方向上具有各自不重叠的曝光区；
处理所述背面以部分地界定多个嵌入的微流体通道，在所述背面的所述平面中，借由制造具有相对于所述背面的所述平面的深度的凹部，而使得所述相互不同的多个深度的范围，从所述凹部到所述硅晶片，分别对应相互不同波长范围的光的穿透深度；
切割所述硅晶片以由此单一化所述色彩感测影像传感器，所述色彩感测影像传感器的每一个包括所述嵌入的微流体通道中的至少一个；以及
黏结盖到所述背面，所述盖包括多个外部微流体通道，所述多个外部微流体通道的每一个与所述嵌入的微流体通道的至少一个共同形成多层的微流体网络，所述多层的微流体网络借由与所述色彩感测影像传感器中的一个相关的掺杂区进行成像。
17.如权利要求16所述的方法，所述处理所述背面的步骤包括：
减薄所述背面以界定所述背面的所述平面；以及
蚀刻所述凹部。
18.如权利要求17所述的方法，所述减薄的步骤包括：相对于所述背面的所述平面，将所述背面薄化一个厚度量，使得所述凹部的所述深度，对应于在垂直于所述背面的所述平面中的维度中的微流体通道所需要的程度。

说明书全文

具有嵌入的微流体的色彩感测影像 传感器和相关方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学领域，尤其涉及具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器和相关方法。

背景技术

[0002] 生物或化学检验的结果是常常通过使用光学成像方法测定。基于荧光或化学发光成像的检验数据解析正在取代更传统的方法，例如凝胶电泳法，非根据影像的流动式细胞测量术和质谱仪。荧光和化学发光成像是特别适合用于多任务的（复合的）检验数据解析，因为彩色和空间位置的信息是可区别不同类型的样品成分或程序。

[0003] 基于现代光学成像基础的诊断仪器利用数字影像传感器如电荷耦合组件（CCD）传感器或互补金属氧化物半导体（CMOS）影像传感器。虽然CCD影像传感器，甚至比十年前还要少，由于其高灵敏度曾经是影像传感器的首选类型，CMOS影像传感器正在逐渐接管市场。 CMOS影像传感器与CCD传感器相比是与显著降低制造成本相关，且是正稳定地提高性能。许多要求特别高灵敏度的应用中现在可使用所谓的背侧照射型CMOS影像传感器，其中借由远离光学路径配置电连接到光电二极管，光收集效率比传统的前照式CMOS影像传感器提高。这些发展已经导致基于光学成像的诊断仪器普遍减少在影像传感器的成本上。在许多情况下，该仪器成本是由其它组件支配如光学器件（例如，透镜，滤光器和反射镜）和流体组件决定。

[0004] 目前，正在努力投入开发紧凑，低成本的光学成像系统，尤其是对于使用在医疗点和/或在低资源环境。然而，这样的成像系统通常还是花费了几千美元，这会降低市场接受。此外，系统用于医疗点和/或资源匮乏环境必须是坚固的，免维护，和可通过最少训练的工作人员操作，这使得它特别具有挑战性，以满足成本要求。由于这些原因，许多医疗点和/或资源匮乏环境依赖于层流法生物传感器检验数据解析，导致差的定量（如果有的话），有限的多任务（如果有的话）能力，和主观读数。因此，在这样的环境下患者得不到最佳治疗方案。

发明内容

[0005] 在一个实施例中，彩色影像传感器具有嵌入微流体包括硅基板具有（a）至少一个凹部部分地界定至少一个嵌入的微流体通道和（b）多个感光区域，其中至少两个感光区域是分别位于相对于该至少一个凹部，至少两个相互不同的深度范围，用于以响应光从该至少一个凹部产生位置感测的电子信号，以提供颜色讯息。

[0006] 在一个实施例中，一种用于流体样品产生色彩影像的方法，包括执行沉积在嵌入在硅基板上的微流体通道的流体样品成像，到多个硅基板的感光区域，和基于光穿透到硅基板的深度产生彩色讯息。

[0007] 在一个实施例中，用于制造多个具有嵌入的微流体的彩色影像传感器晶片级方法包括：（a）加工该硅晶片的前侧，以产生多个掺杂区域，其中掺杂区位于相对于该硅晶片的背面的平面相互不同的多个深度的范围，（b）加工背侧，借由在背面的平面上制造具有相对于该背面的平面的深度的凹部，以部分地界定多个嵌入的微流体通道，使得相互不同的深度范围分别对应从该凹部到硅晶片相互不同波长范围的光的穿透深度，和（c）切割该硅晶片由此独立该彩色影像传感器，其中，每个彩色影像传感器包括至少一个嵌入的微流体通道。附图说明

[0008] 图1根据实施例说明具有嵌入的微流体的彩色影像传感器。

[0009] 图2示出光穿透进入硅的波长相关的深度绘图。

[0010] 图3根据实施例说明具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器，其包括用于侦测不重迭波长范围的光的感光区域。

[0011] 图4根据一个实施例说明具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器，其包括用于检测重迭波长范围的光的感光区域。

[0012] 图5根据一个实施例说明具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器，其包括用于检测重迭波长范围的光的感光区域。

[0013] 图6根据一个实施例说明图1的色彩感测影像传感器的色彩像素组的布局。

[0014] 图7根据一个实施例说明图1的色彩感测影像传感器的色彩像素组的另一种布局。

[0015] 图8根据一个实施例说明图1的色彩感测影像传感器的色彩像素组的另外一种布局。

[0016] 图9A根据一个实施例说明使用图1的色彩感测影像传感器的样品成分的无透镜成像。

[0017] 图9B根据一个实施例说明图1的色彩感测影像传感器的部分。

[0018] 图10根据一个实施例说明一个具有多层微流体的色彩感测影像传感器。

[0019] 图11根据一个实施例说明配置成减少光谱模糊的色彩感测影像传感器。

[0020] 图12根据实施例说明利用图1的色彩感测影像传感器以产生流体样品的色彩影像的样品成像系统。

[0021] 图13根据实施例说明利用具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器而用于产生流体样品的色彩影像的方法。

[0022] 图14根据实施例说明利用具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器而用于流体样品的彩色荧光成像的方法。

[0023] 图15根据实施例说明用于制造多个具有嵌入的微流体色彩感测影像传感器的晶片级方法的流程图。

[0024] 图16根据实施例说明图15方法的步骤。

具体实施方式

[0025] 图1说明，在横截面侧视图，色彩感测影像传感器100具有嵌入的微流体，用于流体样品150的无透镜彩色成像。色彩感测影像传感器100提供了一种紧凑、价廉并容易操作的解决方案给流体样品的成像，并且是适于作为，例如，在护理点和/或资源匮乏环境的诊断设备。色彩感测影像传感器100是可使用低成本晶片级CMOS技术来制造。色彩感测影像传感器100的某些实施例是可与单次使用的场景的成本兼容而被制造，其中色彩感测影像传感器100在只使用一次之后被丢弃。此外，对色彩感测影像传感器100是可成像流体样品150具有高的分辨率和灵敏度。色彩感测影像传感器100生成流体样品150的空间和颜色讯息，且是因此非常适合用于流体样品150的多任务（复合）输出数据解析和/或与流体样品150相关联的处理。

[0026] 色彩感测影像传感器100包括硅基板110，其具有多个感光区域114、多个感光区域115、凹部112和电子电路130。在此，“硅基板”指的是基于硅和/或硅的衍生物（多个）如硅锗和碳化硅的基板。“硅基板”，如本文所提到的，可包括：（a）掺杂物可局部地改变硅或硅衍生材料的性质和（b）导电性材料，例如金属，形成电子电路。

[0027] 色彩感测影像传感器100还可以包括一个盖120。在色彩感测影像传感器100中，凹部112和盖120共同界定嵌入的微流体通道。盖120包括通过孔122，其形成为与凹部112相关联的微流体通道的入口和出口端口。应当理解，盖120是可被提供独立于硅基板110，以使得没有盖120的彩色敏感图像传感器100可以存在、被制造和/或被卖。在特定的实施例中，凹部112是大致平面的。凹部112具有相对于硅基板110的表面接触盖120的深度188，使得凹口112和盖120合作以界定一个具有高度等于深度188的微流体通道。深度188是，例如，在一微米的分数和几毫米之间的范围内。

[0028] 色彩感测影像传感器100基于从凹部112进入硅基板110的光的波长相关的穿透深度决定色彩讯息。感光区域114和115产生响应于光入射其上的电子信号。感光区域114和115相对于凹部112是分别位于相互不同的深度184和185。深度184和185分别对应由感光区域114和115占据的深度范围。感光区114和115是响应光从凹部112进到硅基板110，具有穿透深度，分别与深度184和185重合。

[0029] 图2显示两个绘图200和220说明光进入到硅的波长相关的穿透深度210。绘图200显示从400纳米（nm）至1100nm的波长范围内，光进到硅的穿透深度210。绘图200绘制穿透深度如以微米对数标度（轴204）的90％的穿透深度相对于以纳米（轴202）标注的波长。绘图220显示可见光进到硅的穿透深度210。绘图220绘制穿透深度如以微米线性标度（轴208）的
90％的穿透深度相对于以纳米（轴206）标注的波长。如示于图表200和220，光进入硅的穿透深度是高度依赖于波长。此外，光进入硅的穿透深度取决于波长的单调性。因此，有穿透深度与波长之间的一对一的（嵌射）的对应关系。可见光谱跨越的穿透深度范围从0.19微米（对于400纳米的波长）到16微米（对于750纳米的波长）。此穿透深度范围大于硅制造的分辨率，但足够小以与硅基板110（图1）的期望厚度兼容。

[0030] 再次参照图1，由于光进入硅基板110的穿透深度是波长相关的（如图2所示），感光区域114和115是感应相互不同波长范围的光。因此，感光区域114和115提供颜色分辨率。色彩感测影像传感器100是被配置具有色彩像素组118。每个色彩像素组118包括至少一个感光区域114和至少一个感光区域115。为了清楚地说明，只有一个色彩像素组118被示于图1。色彩感测影像传感器100可以包括任何数量的色彩像素组118以实现所需的分辨率。例如，色彩感测影像传感器可以包括一千到数百万的色彩像素组118的数组，其中，每个色彩像素组118具有的横截面面积从约1平方微米至100平方微米的范围内。

[0031] 在不脱离本发明的范围，色彩像素组118，可以包括一个或多个附加感光区域，位于深度（多个）不同于深度184和185，其是感应光的波长范围（多个）不同于与感光区114和115关联的波长范围。在一个例子中，色彩像素组118还包括位于深度186的感光区域116，其是不同于深度184和185，以使得色彩感测影像传感器100的分辨三种不同波长范围的光。它遵循由图2，其色彩感测影像传感器100是可被配置具有感光区114和115，以及任选的感光区域116在各自的深度184、185和186与可见光谱的不同部分相关联。在特定的实施例中，色彩感测影像传感器100被配置为具有感光区114、115和116，使能区别光属于在可见光谱的红色，绿色和蓝色的部分。然而，感光区域114、115和116可具有深度与图1所示的不同，而不脱离本发明的范围。例如，两个或更多个感光区域114、115和116的深度范围可重迭。某些示例性的配置在参考下面图3-5讨论。

[0032] 在一个实施例中，感光区114、115和116是硅基板110的负掺杂（n型掺杂）区域。在另一个实施例中，感光区114、115和116是硅基板110的正掺杂（p型掺杂）区域。感光区114、115和任选116是经由电连接132通信地耦接电子电路130。为了清楚地说明，只有一个电连接132被标记在图1中。电子电路130处理由感光区114、115和任选116产生的电子信号以响应光和输出电子信号140。电子信号140包括位置感测的色彩讯息，且是因此代表流体样品
150沉积在凹部112和盖120所界定的微流体信道的色彩影像。

[0033] 由于电连接132是位于远离从凹部112到感光区114、115和116的光学路径的位置，色彩感测影像传感器100是可被实现为背面照射型CMOS影像传感器。因此，色彩感测影像传感器100可受益于比前面照射型CMOS影像传感器更高的光收集效率。

[0034] 在一个实施例中，电子电路130是可通信地耦接处理模块142。处理模块142包括一个色彩计算器144，其处理电子信号140以附予色彩像素组118一种颜色或多个色彩值，例如红色、绿色和蓝光的强度。处理模块142可从而输出流体样本150的色彩影像146。

[0035] 在另一个实施例中，处理模块142被集成到色彩感测影像传感器100。在一个实例中，处理模块142位于一个电子电路板，还保有色彩感测影像传感器100。在另一个实例中，处理模块142是集成在电子电路130。处理模块142是可作为逻辑闸以执行由感光区域114、115和任选116所产生的电子信号的代数运算。

[0036] 在一个示范性使用场景中，光源165用光照160照射沉积在由凹部112和盖120形成的微流体通道的流体样品150。光照160是，例如，在流体样品150中的荧光激发光照。在一个实施例中，色彩感测影像传感器100包括光源165。在另一个实施例中，色彩感测影像传感器100被构造为插入到单独的仪器中，其包括光源165。光源165包括，例如，一个或多个发光二极管，一个或多个雷射和/或白光源。光照160可以是单个波长范围的或顺序地施加不同的波长/波长范围的光。盖120是可为至少部分地透射光照160。

[0037] 在一个实施例中，色彩感测影像传感器是抛弃式的，即，单次使用，装置配置为由一个独立的，可重复使用的仪器读出，其可包括光源165、处理模块142和/或用于输出色彩影像146的电路。

[0038] 可选地，色彩感测影像传感器100可包括在硅基板110凹部112上的涂层111。涂层111是，例如，抗反射涂层，其防止由于光从微流体通道与关联的凹部112的多重反射的图像假影。在一个实例中，涂层111是一具有厚度在10至200nm的范围间的抗反射涂层。

[0039] 在不脱离本发明的范围下，色彩感测影像传感器100可以包括多个凹部112部分地界定了多个微流体通道。盖120可以包括相应的通过孔122以提供流体进入这样的多个微流体通道。此外，凹部112可以具有形状与图1所示的例子不同，而不脱离本发明的范围。例如，凹部112可延伸出图1所示的横截面的平面之外。凹部112是可为非线性的，有角，和/或为蛇纹形状。这种形状可以最大化与流体样品150光通信的色彩像素组118的数量。

[0040] 图3说明，在横截面侧视图，一个示范性具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器300，其是色彩感测影像传感器100（图1）的实施例。色彩感测影像传感器300包括多个色彩像素组318，每个都包括感光区域314、315和316。为了清楚地说明，图3只示出了色彩感测影像传感器300与一个色彩像素组318相关的部分。感光区314、315和316分别是感光区114、
115和116的实施例，和色彩像素组318是一个色彩像素组118的实施例。

[0041] 感光区314、315和316分别跨距相对于与凹部112关联的硅基板110的表面的深度范围384、385和386。深度范围384、385和386不重迭。深度范围384、384和386与由凹部112和盖120所界定的微流体通道的光324、325和326穿透深度分别一致。光324、325和326具有非重迭的波长范围。在一个示例性实施中，光324，325和326的波长范围分离可见光谱成红、绿和蓝色部分，以使得色彩像素组318产生直接对应于主色讯息的三个电子信号。

[0042] 在一个实施例中，色彩感测影像传感器300包括在凹部112的硅基板110上的涂层350。涂层350是，例如，一个抗反射涂层。在一个实施例中，盖120包括涂层360，其是，例如，一个波长滤波器，用于过滤荧光激发照明等如光照160。

[0043] 在特定的实施例中，硅基板110包括层340，其是从凹部112分离感光区314、315和316。层340吸收光波长比光324的波长更短。然而，层340是不感光的。在层340过多的p型掺杂可能呈现层340光不敏感性。该p型掺杂是在这样的电子能够迁移至感光区域314和315和
316中的一个之前，可能歼灭响应于光入射其中产生的任何电子。

[0044] 在一个示范性使用情境中，色彩感测影像传感器300是荧光成像装置且光324、325和326是来自流体样品150的荧光发射。在这种情形下，色彩感测影像传感器300是可在荧光激发光照332比光324、325和326的波长短的波长下运作，其中，层340吸收荧光激发光照332，从而作为荧光发射滤波器。色彩感测影像传感器300是亦可在荧光激发光照332比光
324、325和326的波长长的波长下运作，以使感光区314、315和316基本上透射荧光激发光照
334，以消除或减少荧光激发光照334对色彩像素组318产生的电子信号的贡献。在这种使用情境下，光324、325和326是可与不同类型的荧光关联，使得光324、325和326之间的区分，能够区别不同类型的样品成分。

[0045] 在另一个示范性使用情境中，色彩感测影像传感器300是一种荧光成像装置，光324、325和326当中的一个是荧光激发光照，而光324、325和326中的另外两个是流体样品
150的荧光发射。在这样的使用情境下，光325和326是可与不同类型的荧光相关联，使得光
324、325和326可以区分荧光激发和荧光发射，以及区分不同类型的样品组分。在不脱离本发明的范围前提下，色彩感测影像传感器300可以不包括感光区域116，借由（a）使用，例如，感光区域114侦测荧光激发光和（b）使用，例如，感光区域115侦测荧光发射以区分荧光激发光和荧光发射。

[0046] 图4说明，在横截面侧视图，另一个示范性具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器400，其是色彩感测影像传感器100（图1）的实施例。色彩感测影像传感器400类似于色彩感测影像传感器300（图3）不同的是色彩像素组318是被色彩像素组418替换。色彩像素组418包括感光区域414、415和416。感光区域被414、415和416是分别为感光区114、115和116的实施例，和色彩像素组418是一个色彩像素组118的实施例。

[0047] 感光区域414、415和416分别跨距相对于与凹部112相关联的硅基板110的表面深度范围484、485和486。深度范围484与深度范围485重迭。深度范围485与深度范围486重迭。然而，深度范围484不与深度范围486重迭。在一个示范性实施中，光324、325和326的波长范围分离可见光谱成红、绿和蓝色部分，和深度范围484、485和486是使得（a）蓝色强度是由感光区域414测量的强度，（b）绿色强度是由感光区域415测量的强度减去蓝色强度，以及（c）红色强度测量的强度是由感光区域416测量的强度减去绿色强度。在一个实施例中，电子电路130包括逻辑闸430执行这些代数运算，以产生由感光区域414、415和416生成的电子信号的原色讯息。

[0048] 图5说明，在横截面侧视图，另一示范性具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器500，其是色彩感测影像传感器100的一个实施例图1）。色彩感测影像传感器500是类似于色彩感测影像传感器400（图4）除了色彩像素组418由色彩像素组518替换之外。色彩像素组
518包括感光区域514、515和516。感光区域514，515，和516是分别为感光区域114，115和116的实施例，和色彩像素组518是色彩像素组118的实施例。

[0049] 感光区域514，515和516分别跨距相对于与凹部112相关联的硅基板110的表面深度范围584、585和586。深度范围584、585、586延伸到相对于凹部112基本上相同的最大深度。在一个实施例中，所有的感光区域514、515和516被最佳地接近电子电路130，用于容易转移由感光区域514、515和516产生的的电子信号到电子电路130上。深度范围584是大于深度范围585，且深度范围585是大于深度范围586。在一个示范性实施方式中，光324、325和326的波长范围分离可见光谱成红、绿和蓝色部分，且深度范围584、 585和586是使得（a）红色强度是是由感光区域516测量的强度，（b）绿色强度是由感光区域515测量的强度减去由光感应区域516测量的强度，以及（c）蓝色的强度是由感光区域514测量的强度减去由光感应区域515测量的强度。在一个实施例中，电子电路130包括逻辑闸530执行这些代数运算，以产生由感光区域514、515和516生成的电子信号的原色讯息。

[0050] 图6是图解600说明的色彩感测影像传感器（图1）的色彩像素组的一个示范性布局，由凹部622和多个色彩像素组618实现。色彩像素组618是一个色彩像素组118的一个实施例。色彩像素组618包括感光区域114、感光区域115和感光区域116。图600示出了感光区域114、感光区域115和感光区域116和硅基板110凹部622的轮廓，投射到一个平面上，正交于图1的横截面。为了清楚地说明，只有一个色彩像素组618在图6中标注。

[0051] 色彩感测影像传感器100在本实施中，感光区114、115的116是被布置在分开的各行中，其横跨色彩感测影像传感器100的循环地重复。感光区114、115和116是，例如，（a）图3的感光区314、315和315，（b）图4的感光区414、415和415，或（c）图5的感光区514、515和515。

[0052] 在不脱离本发明的范围下，色彩感测影像传感器100的这个实施例可包括比示于图600中更少或更多的色彩像素组618。凹部622可具有不同于在图600所示的形状，并进一步包括两个或多个单独的凹部，与盖120一起，局限两个或更多个分开的微流体通道。

[0053] 图7是图解700说明的色彩感测影像传感器（图1）的色彩像素组的另一个示范性布局，由凹部722和多个色彩像素组718实现。色彩像素组718是一个色彩像素组118的一个实施例。色彩像素组718包括两个感光区域114、一个感光区域115和一个感光区域116。图700示出了感光区域114、感光区域115和感光区域116和硅基板110的凹部722的轮廓，投射到一个平面上，正交于图1的横截面。为了清楚地说明，只有一个色彩像素组718在图7中标注。色彩像素组718是与感光区域114、115和116被配置成2乘2数组。

[0054] 图8是图解800说明的色彩感测影像传感器（图1）的色彩像素组的另一个示范性布局，由凹部722和多个色彩像素组818实现。色彩像素组818是一个色彩像素组118的一个实施例。色彩像素组718包括一个感光区域114、一个感光区域115、一个感光区域116和一个感光区域817。感光区域817具有相对于凹部722的深度范围，与感光区域114、115和116的深度范围不同。图800示出了感光区域114、感光区域115、感光区域116和感光区域817和硅基板110的凹部722的轮廓，投射到一个平面上，正交于图1的横截面。为了清楚地说明，只有一个色彩像素组818在图8中标注。色彩像素组718是与感光区域114、115、116和817被配置成2乘
2数组。

[0055] 在一个范例A中，感光区域114、115和116是感光区域314、315和316，而感光区域817具有深度范围跨越感光区314、315和316从最小到最大的深度。在一个范例B中，感感光区域114、115和116是感光区域414、415和416，而感光区域817具有深度范围跨越感光区域
414、415和416从最小到的最大的深度。在实施例A和B，感光区域114、115和116可提供的颜色讯息，而感光区域817提供单色亮度讯息。

[0056] 图9A说明，在横截面侧视图，色彩感测影像传感器100（图1），连同流体样品的样本成分950（1）和950（2）的无透镜成像。图9B示出了色彩感测影像传感器100的一个部分100'，其包括样本成分950（1）。图9A和9B最好一起观看。为了说明清楚，电连接132是未在图9A和9B中示出，以及可选的涂层111是未在图中9A示出。

[0057] 硅基板110包括光接收表面914，其接收光从凹部112传播向色彩像素组118。在实施例中，包括涂层111，光接收表面914是介于涂层111和由凹部112和可选的盖120界定的微流体通道之间的界面。

[0058] 可选地，硅基板110包括色彩像素组918（类似于色彩像素组118）位于不与凹部112进行光通信的部分。为了清楚地说明，不是所有的色彩像素组118和918是在图9A中标记。在一个使用的例子中，色彩像素组918是暗像素用于测量与色彩像素组118和918关联的电子噪声。由色彩像素组918测量的电子噪声是可从由色彩像素组118产生的电子信号减去，以产生噪声消减的色彩影像146。

[0059] 样本成分950（1）和950（2）分别产生光发射942（1）和942（2）。在一个实例中，样品成分950（1）和950（2）是荧光的标记和光发射942（1）和942（2）是响应荧光激发光照如光照160产生的荧光发射。在另一实例中，荧光发射942（1）和942（2）是化学发光发射。在又另一实例中，光发射942（1）和942（2）是分别为在样本成分950（1）和950（2）上光照160（1）的散射。不脱离本发明的范围，样本成分950（1）和950（2）的一个或两个是可以改为样品流程如化学发光反应。流体样本150的样本成分950（3），不发出照明。因此，样本成分950（3）不会贡献由色彩像素组118产生的电子信号。在荧光成像场景中，样本成分950（3）是，例如，一个样品成分是未荧光标记。

[0060] 硅基板110传送至少部分发射942（1）和942（2）到色彩像素组118。在一个荧光成像场景中，色彩像素组118从而侦测荧光发射942（1）和942（2）的至少一部分，由此色彩像素组118侦测荧光标记的样品成分950（1）和950（2）。因此，在该荧光成像的场景下，色彩像素组
118产生荧光色彩影像146的至少一部分表示荧光标记的样品成分950（1）和950（2）。在化学发光成像的情境下，色彩像素组118侦测化学发光发射942（1）和942（2）的至少一些部分，由此色彩像素组118侦测样品成分（或进程）950（1）和950（2）。

[0061] 剖面100'包括样品成分950（1）。每个色彩像素组118具有一个接受角919。为了清楚地说明，接受角919是仅对单一色彩像素组118标示。接受角919代表色彩像素组918中各别的感光区域的复合接受角。因此，接受角919是可为波长相关。在一个实施例中，接受角919和从光接收表面914到彩色像素118的距离971是使得只有靠近样品成分950（1）的色彩像素组118'能够检测源自样品成分950（1）的发射942（1）。对于色彩像素组118'，线943概廓接受角919的部分，其包括一个对样品成分950（1）的视线。其他色彩像素组118不在样品成分950（1）的视线中，其中样品成分950（1）在接受角919内。

[0062] 在一个实施例中，受光角919和距离971是使得仅色彩像素组118的位置处小于一个色彩像素组118远的距离，在平行于光接收表面914的方向，是能够从一个位于受光面914的样品成分检测发射。在本实施例中，色彩像素组118在光接收表面914一起产生一个最小的空间模糊的色彩影像146，或者样品成分的一部分。在另一个实施例中，接受角度919和距离971共同导致重迭荧光发生的机率，在一个典型的浓度下，含有关注的样品成分的流体样品150的色彩影像146中，是低于期望门坎值。在又一个实施方案中，接受角919是足够小，使得在一个典型浓度下，包含均匀间隔的样本成分的关注的流体样品150的色彩影像146是自由重迭结果。

[0063] 对于流体样品150的成像，其中所关心的样本成分不一定沉淀到光接收表面914，当凹部112的深度188是小，空间模糊是最小化。因此，在色彩感测影像传感器100的某些实施方案中，深度188是最小高度，允许在由凹部112和盖120所界定的微流体通道上沉积流体样品150。

[0064] 在一个实施例中，深度188是小于1微米或小于10微米。如此小的深度188的值最小化流体样品150的所需体积和任何相关的分析试剂。在另一个实施例中，深度188是大于10微米，例如几百微米或毫米大小的。

[0065] 在一个实施例中，色彩像素组118的横向尺寸是显著比在与凹部112相关联的微流体通道中的兴趣样品成分的尺寸较小，其中色彩像素组118的横向尺寸是被定义为在平行于光接收表面914的平面的最大维度。这允许相关的样品成分的精确尺寸和形状确定，并且可以基于在色彩影像146中的大小进一步通过相关样品成分的识别。例如，相关的样品成分是可作为检测到的事件的一个内容，进一步满足指定的尺寸和/或形状的标准。

[0066] 图10说明一个色彩感测影像传感器1000具有多层微流体。色彩感测影像传感器1000是色彩感测影像传感器100（图1）的实施例，其中包括除了与凹部（一个或多个）112相关联的微流体通道（多个）的至少一个外部微流体通道。色彩感测影像传感器1000包括一个盖1020，实现至少一个外部微流体通道。盖1020是一个盖120的实施例，并且包括衬底1030和在衬底1040。衬底1030是与硅基板110接触，并与凹部（多个）配合112来定义微射流嵌入在硅基板110。衬底1030包括至少一个凹部1012。衬底1040是与衬底1030接触，使得衬底
1040和凹部1012协作以界定外部到硅基板110的微流体通道。

[0067] 衬底1030和1040具有通过孔1022形成为通过凹部1012所界定的微流体通道的入口和出口。此外，衬底1040具有贯通过孔1022形成用于由凹部1012（多个）和基板1040中所界定的微流体通道（多个）入口和出口。

[0068] 衬底1030和1040是例如玻璃和/或塑料基板。每个凹部1012包括至少一个部分，位于凹部112之上，即从凹部垂直于凹部112的方向偏移，使得光从该凹口1012部分的传播和光从凹部112的传播朝向感光区域114、115和/或116遇到先前所讨论的至感光区域相同的路径长度。

[0069] 图11说出被配置为减少光谱模糊的一个示范性色彩感测影像传感器1100。色彩感测影像传感器1100是一个色彩感测影像传感器100（图1）的实施例。色彩感测影像传感器1100包括硅基板1110，其是一个硅基板110的实施例。硅基板1110包括（掺杂n型）的多个负掺杂的区域1114中、多个n型掺杂区1115和任选地，多个n型掺杂区1116。N型掺杂区1114、
1115和1116实现感光区114、115和116。N型掺杂区1114、1115和1116可具有深度范围与图11所示的不同，而不脱离本发明的范围。此外，硅基板1110可以包括具有深度范围（多个）不同于这些n型掺杂区1114、1115和1116的附加的n型掺杂区域。每个n型掺杂区域1114和1115（和1116，如果包括的话），基本上由一个正掺杂（p型掺杂）区域1120围绕。p型掺杂区域1120可以具有与图11中所示的范围不同，而不脱离本发明的范围。例如，p型掺杂区域1120可以延伸到凹部112。为了说明清楚，只有一个P型掺杂区1120标记在图11中。

[0070] P型掺杂区域1120是可能消灭由p型掺杂的区域1120中对应于光入射其上产生的任何电子，在这样的电子能迁移至n型掺杂区域1114和1115（与1116，如果包括的话）中的一个之前。因此，P型掺杂区域1120可以消除或减少由光生电子迁移所导致，从所考虑的n型掺杂区的外部的硅基板1110的部分到相应的n型掺杂区1114、1115或1116所引起的光谱模糊。

[0071] 电连接132在每个p型掺杂区1120形成截断，且p型掺杂区域可以具有其它的开口。然而，任何p型掺杂区域相邻到n型掺杂区域1114、1115或1116的延伸降低电子迁移进入n-型掺杂区域的可能性，从而降低了光谱模糊的可能性。

[0072] 在不脱离本发明的范围，区域1114、1115和1116是可为p型掺杂区域和区域1120是可为n型掺杂区域。

[0073] 图12说明一个示范性样品的成像系统1200，其利用色彩感测影像传感器1202，具有嵌入微流体，以产生流体样品150的色彩影像146（图1）。色彩感测影像传感器1202是一个色彩感测影像传感器100的实施例，其包括盖120。样品的成像系统1200包括色彩感测影像传感器100和处理模块142。类似于色彩感测影像传感器100的讨论，参考图1，处理模块142可被并入到色彩感测影像传感器1202。

[0074] 在一个实施例中，样品成像系统1200包括控制模块1210。控制模块1210通信地耦合的电子电路130。控制模块1210控制至少电子电路130的部分功能。例如，控制模块1210控制电子电路，借由色彩感测影像传感器1202实现图像捕捉中的至少一个流体样品150沉积在（a）与一个或多个与凹部112相关联的一个或多个嵌入的微流体通道，和任选（b）一个或多个与凹部1012（图10）相关联的一个或多个外部微流体通道中。控制模块1210也可以借由电子电路130控制的电子信号输出至处理模块142。

[0075] 在一个实施例中，样品成像系统1200包括分析模块1220，其分析色彩影像146来确定结果1222。分析模块1220可通信地耦接处理模块142和以从其接收色彩影像146。分析模块1220，例如，以计算器或微处理器实现。在这样的实施方式中，分析模块1220包括：（a）编码在非暂存内存的机器可读指令1224（b）一种处理器1226，其执行关于色彩影像146的机器可读指令1224，以确定结果1222。结果1222包括，例如，（a）在色彩影像146检测到的事件和它们的颜色属性的列表，（b）在流体样品150中感兴趣的样品组分的数目和/或浓度，和/或（c）在流体样本150中一个或多个感兴趣的样品成分的存在或不存在的诊断结果。

[0076] 在一个实施例中，样品成像系统1200包括一个流体模块1260控制，至少部分地相关流体样品150的流体操作。流体模块1260可以包括一个或多个流体泵1264和/或一个或多个流体阀1266来控制这种流体操作。在一个实例中，流体模块1260沉积流体样品150到与凹部112或凹部1012相关联的微流体通道，选择性的使用泵1264。在另一个实例中，流体模块1260将打开阀门1266，以允许流体样本150流入与凹部112或凹部1012相关联的微流体通道。在又一实例中，流体模块1260关闭一个阀1266，以防止流流体样品150的与凹部112或凹部1012相关联的微流体通道。在又另一个实例中，流体模块1260控制另外的检定试剂到与凹部112或凹部1012相关联的微流体通道。

[0077] 可选地，样品成像系统1200包括光源165。可选地，光源165照亮与凹部112或凹部1012相关联的至少一个微流体通道。

[0078] 图13说明，利用具有嵌入微流体的色彩感测影像传感器用于产生流体样品的色彩影像的一个示范性方法1300。色彩感测影像传感器100（图1）可以执行方法1300的至少一部分。样品成像系统1200（图12）可以执行方法1300的至少一部分。

[0079] 步骤1310执行在嵌入于硅基板上的微流体通道沉积的流体样品的无透镜成像，到硅基板的多个光感区。在一个实施例中，方法1300执行步骤1312，以实现步骤1310。在步骤1312中，方法1300的成像该流体样品上位于相对于嵌入的微流体通道不同深度范围的感光区域。不同深度范围分别与不同波长范围的光的穿透重合。

[0080] 在1312的一个例子中，色彩感测影像传感器100的图像，无需使用一个成像的物镜，光从沉积在凹部112相关联的微流体通道的流体样品150，到感光区域114和115上接收（和选择性地其它感光区域如感光区域116）。

[0081] 步骤1320基于从沉积在嵌入的微流体通的流体样品到硅基板光的穿透深度生成色彩讯息。在一个实施例中，方法1300执行步骤1322以实现步骤1320。在步骤1322中，方法1300借由响应光入射在步骤1310的多个感光区域所产生的电子信号以提供位置感测的色彩讯息。

[0082] 在步骤1322的实例中，每个感光区域114和115（和选择性的每个感光区域诸如感光区域116）产生电子信号，以响应光被感光区域吸收，并将传递该电子信号到电子电路130。电子电路处理电子信号，以产生电子信号140。

[0083] 在一个实施例中，方法1300包括在嵌入式的微流体通道沉积流体样品的步骤1302。在步骤1302的一个实施例中，使用者在与凹部112相关联的微流体通道中沉积流体样品150。在步骤1302的另一个实例中，流体模块1260沉积流体样本150在与凹部112相关的微流体通道。

[0084] 在一个实施例中，方法1300包括处理位置和颜色数据的步骤1330，通过步骤1310和1320产生，以产生色彩影像。在步骤1330的一个实施例，处理模块142在电子信号140上的执行色彩计算器144以产生色彩影像146。

[0085] 可选择地，方法1300包括步骤1340，其中，颜色讯息是用于区别沉积在嵌入的微流体通道的流体样品中不同类型的样品成分或处理。在步骤1340的一个实例中，分析模块1220处理色彩影像146，如参考图12所讨论，产生结果1222的实例，其包括基于来自色彩影像146的颜色讯息对样品150的不同成分的分类或处理过程。

[0086] 方法1300是可被扩展到使用嵌入在同一个硅基板的多个微流体通道的多个流体样本的成像，而不脱离本发明的范围偏离。同时在不脱离本发明的范围下，方法1300是可以扩展到沉积在一个或多个外部微流体通道的一个或多个流体样品，和沉积在嵌入的微流体通道上（多个）的多个流体样本的成像，例如参考图10所讨论。

[0087] 图14说明了利用具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器，用于流体样品的彩色荧光成像的一个示范性方法1400。方法1400是方法1300（图13）的一个实施例。色彩感测影像传感器100（图1）可以执行方法1400的至少一部分。样品成像系统1200（图12）可以执行方法1300的至少一部分。方法1400是可利用一个单一的荧光发光颜色实现荧光测量，或利用多个不同的荧光发光颜色来实现复合荧光测量。

[0088] 步骤1410进行沉积在嵌入于硅基板上的微流体信道的荧光标记的流体样品的无透镜成像，到硅基板的多个光感区。步骤1410是步骤1310的实施例。步骤1410包括步骤1412和1414。

[0089] 在步骤1412中，荧光标记的流体样本是被荧光激发光照射。在步骤1412的一个实施例，光源165产生荧光激发照明，照明160的实施例中，以照亮一个沉积在与凹部112相关联的微流体信道的荧光标记的流体样品150。

[0090] 在步骤1414中，方法1400执行方法1300的步骤1312以成像从流体样品由步骤1412中感应的荧光发射。步骤1414的一个实例是在参照色彩感测影像传感器300所讨论（图3），并适用于所有图1、3-8、10和11的色彩感测影像传感器100、300、400、500、600、700、800、1000和1100。

[0091] 可选择地，步骤1410包括滤除荧光激发照明的步骤1416。在步骤1416中，短波长的荧光激发照明被吸收在位于微流体通道和感光区之间的硅层，和/或长波长荧光激发照明是传送通过该感光区。虽然在图14中未示出，步骤1416可以使用位于一个深度范围与荧光发射相关联的深度范围（多个）不同的的感光区域通过侦测荧光激发光照过滤掉荧光激发光照。步骤1416的实例是参照色彩感测影像传感器300所讨论，并适用于所有图1、3-8、10和11的色彩感测影像传感器100、300、400、500、600、700、800、1000和1100。

[0092] 在步骤1420中，方法1400执行方法1300的步骤1320，基于光到硅基板的穿透深度以产生颜色讯息，如参考图13所讨论。

[0093] 可选地，方法1400包括步骤1402，其中方法1400执行方法1300的步骤1302以在嵌入的微流体信道中沉积荧光标记的流体样品，如参考图13所讨论。

[0094] 方法1400可以进一步包括执行方法1300的步骤1330的步骤1430通过借由处理位置和颜色数据以生成色彩影像，如参考图13所讨论。

[0095] 在一个实施例中，方法1400包括执行方法1300的步骤1340的步骤1440以分辨不同类型的荧光事件。在步骤1440的一个实例中，方法1400使用的色彩数据以分辨的不同类型的荧光发射，以及选择性地，基于此，辨认出不同类型的样品成分。在不脱离本发明的范围下，步骤1440可使用的色彩数据区分荧光激发照明和荧光发射。

[0096] 方法1400是可延伸到使用嵌入在同一个硅基板的多个微流体通道的多个荧光标记的流体样本的荧光成像，而不脱离本发明的范围。也没有脱离本发明的范围前提下，方法1400是可延伸到从沉积在一个或多个外部微流体信道的多个荧光标记的流体样本中的一个成像荧光，除了荧光标记的流体样品（多个）沉积在嵌入的微流体通道（多个）之外，例如如参考图10所讨论。

[0097] 图15是说明用于制造具有嵌入微流体的多个色彩感测影像传感器100（图1）的一个示范性的晶片级方法1500的流程图。图16图示的说明，在横截面侧视图，方法1500的步骤。图15和16是最好一起观看。

[0098] 在步骤1510中，方法1500处理硅晶片1610的一侧，称为前侧1601，以产生一个硅晶片1610'。步骤1510包括产生（a）位在相对于平面1690的深度1684的多个n型掺杂区1614，（b）位在相对于平面1690的深度1685的多个n型掺杂区1615，以及，可选择地（c）位在相对于平面1690的深度1686的多个n型掺杂区1616的一个步骤1512。N型掺杂区1614、1615和1616实现感光区114、115和116。为了说明清楚，不是所有的n型掺杂区域1614、1615、和1616被标记在图16。如下面所讨论的，平面1690将在后续步骤1520成为硅晶片1610的背面1602，其中背侧1602是硅晶片1610远离前侧1601的平面。

[0099] 在本文中，“硅晶片”指的是基于硅和/或硅的衍生物（多个）的晶片。“硅晶片”，如本文所提到的，可包括：（a）掺杂使局部地改变硅或硅来源材料的性质和（b）导电性物质，例如金属，形成电子电路。

[0100] 在不脱离本发明的范围前提下，深度1684、1685和1686可以是与图16所示的不同，以及硅晶片1610可以包括比在图16中所示不同数量的n型掺杂区，包括位于深度不同于这些n型掺杂区1614、1615和1616的n型掺杂区域。此外，在n型掺杂的区域是可布置不同于在图16中说所示，例如，根据在图6、7或8中所描绘的布局。

[0101] 在一个实施例中，步骤1510还包括产生p型掺杂区，其至少部分包围的n型掺杂区1614和1615的步骤1514，和选择性地的其它n型掺杂区域，例如n型掺杂区1616。这种配置是参考图 11所讨论。

[0102] 步骤1510可以用任意顺序执行步骤1512和1514，包括同时或部分时间重迭。在步骤1510，一个例子步骤1512和1514的一个或两个是通过离子注入掺杂来实现。

[0103] 在步骤1520，方法1500处理硅晶片1610'的背侧1602。步骤1520包括产生在平面1690的凹部1612，以部分地界定嵌入在硅晶片的微流体信道的步骤1522。每个凹部1612具有深度1688相对于平面1690，使得（a）步骤1512的相互不同的深度范围分别对应于相互不同波长范围的光从凹口1612穿透到硅晶片1610的深度，和（b）深度1688在垂直于平面1690的维度中对应于微流体通道的所需程度。步骤1522可产生比图16更多的凹部1612，而不脱离本发明的范围。

[0104] 步骤1522可以包括步骤1524和1526，在步骤1524，硅晶片1610'的背面1602被减薄到平面1690，例如使用本领域中已知的方法。步骤1524产生硅晶片1610''。在步骤1526中，材料从硅晶片1610''的背面1602去除，以形成凹部1612。步骤1526可以使用本领域已知的方法，例如蚀刻来进行。步骤1526产生硅晶片1610'''。在不脱离本发明的范围前提下，步骤1526可以在步骤1524之前执行。

[0105] 在一个实施例中，方法1500包括步骤1530，其中晶片1620是结合到硅晶片1610'''的背面1602，以形成覆盖该多个凹部1612。步骤1530从而产生多个由凹部1612和晶片1620界定的微流体通道。步骤1530可使用本领域已知的结合方法，包括黏合剂黏合（如环氧树脂黏合），阳极结合，直接结合和等离子体活化结合。晶片1620可包括通过孔1622，以形成用于与凹部1612相关联的微流体通道的入口和出口。作为选择地，通过孔1622是可在随后的步骤中产生，未在图15和16中示出。此外，晶片1620可包括微流体通道，例如与凹部1012（图10）相关联的微流体通道。

[0106] 在步骤1540中，硅晶片1610'''，选择性地与晶片1620结合在一起，是切割以产生多个色彩感测影像传感器100。步骤1540可利用本领域中已知的方法。

[0107] 虽然未在图15和16说明，在方法1500的实施例，其不包括步骤1530，盖120是可在随后的步骤中结合到色彩感测影像传感器100。在一种情境中，定制的盖120被结合到色彩感测影像传感器100，以满足特定用户的需求。

[0108] 特征的组合

[0109] 如上所述的特征以及与以下的权利主张是可以各种方式合并，而不脱离本发明的范围。例如，它可以理解为，在本文描述的一种具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器，或相关联的方法，可与本文所述的其他具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器，或相关联的方法，结合或交换功能。下列实施例说明上述一些可能的，非限制性实施方式的组合。应当清楚，是可对本文所述的方法和设备做许多其他的变化和修改而不脱离本发明的精神和范围。例如，对本申请的技术方案可以做如下概括：

[0110] （A1）一种具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器可包括硅基板具有（a）至少一个凹部部分地界定至少一个嵌入的微流体通道和（b）多个感光区域，用于响应从该至少一个凹部的光产生位置感测的电子信号。

[0111] （A2）在如（A1）所述的色彩感测影像传感器中，至少两个光敏区可分别位在相对于该至少一个凹部至少两个相互不同的深度范围，以提供色彩讯息。

[0112] （A3）在如（A2）所述的色彩感测影像传感器中，该至少两个相互不同的深度范围可以分别与至少两个互不相同的波长范围的光的穿透深度一致。

[0113] （A4）在如（A2）至（A3）所述的色彩感测影像传感器中，该多个感光区域是可以被布置在多个色彩像素组中，用于产生位置感测的色彩讯息。

[0114] （A5）在如（A4）所述的色彩感测影像传感器中，各色彩像素组可以包括：（a）位于相对于该至少一个凹部，第一深度范围内的第一感光区域，其中，第一深度范围与第一波长范围的光的穿透深度的相同，和（b）位于相对于该至少一个凹部，第二深度范围的第二感光区域，其中，该第二深度范围与从第一波长范围不同的第二波长范围的光的穿透深度一致。

[0115] （A6）在如（A5）所述的色彩感测影像传感器中，各色彩像素组可以进一步包括位于相对于该至少一个凹部，第三深度范围的第三感光区域，其中该第三深度范围与该第一波长范围和第二波长范围不同的第三波长范围的光的穿透深度重合。

[0116] （A7）在如（A6）所述的色彩感测影像传感器中，该第一，第二和第三深度范围是可使得位置感测的电子信号一起确定主颜色讯息。

[0117] （A8）在如（A7）所述的色彩感测影像传感器中，该主颜色讯息是可为红，绿，蓝的色彩讯息。

[0118] （A9）在如（A7）到（A8）所述的色彩感测影像传感器中，各感光区域是可为负掺杂硅区。

[0119] （A10）在如（A9）所述的色彩感测影像传感器中，各负掺杂区域是可至少部分地由一个正掺杂区包围，用于消除由靠近但在负掺杂区域外侧的光产生的电荷载子，以降低频谱模糊。

[0120] （A11）在如（A1）到（A11）所述的色彩感测影像传感器中，可进一步包括与硅基板接触的盖，用于与硅基板的合作，界定至少一个嵌入的微流体通道。

[0121] （A12）在如（A11）所述的色彩感测影像传感器中，该盖可包括至少一个外部的微流体通道，连同至少一个嵌入的微流体通道，形成一个多层的微流体网络。

[0122] （A13）在如（A12）所述的色彩感测影像传感器中，与介于至少一个外部微流体通道和所述多个感光区域之间光传播相关联的盖的部分，基本上是可穿透可见光。

[0123] （A14）在如（A12）和（A13）所述的色彩感测影像传感器中，该至少一个外部微流体通道的至少一个部分可具有相同的横向位置作为中的至少一个凹部的至少一部分，借由多个感光区域用于使所述至少一个外部微流体通道的彩色感光的成像，其中横向位置是指与该至少一个凹部相关联平行于硅基板的表面上的位置维度。

[0124] （A15）在如（A1）至（A14）所述的色彩感测影像传感器中，该硅基板可以包括硅层，其是非负掺杂，介于该至少一个凹部和该多个用于荧光激发的吸收的感光区域之间，用做设置在至少一个凹部的流体样本激发荧光。

[0125] （B1）一种用于产生流体样品的色彩影像的方法可以包括执行沉积在嵌入于硅基板上的微流体通道的流体样品的成像，到多个硅基板的感光区域。

[0126] （B2）在如（B1）所述的方法中，执行成像的步骤可以包括执行该流体样品的无透镜成像到位于相对于微流体通道多个相互不同的深度范围的多个硅基板的感光区域，其中该相互不同的深度范围分别与相互不同波长范围的光的穿透深度一致。

[0127] （B3）在如（B1）和（B2）所述的方法可以进一步包括基于光进到硅基板的穿透深度产的生色彩讯息。

[0128] （B4）在如（B3）所述的方法中，产生色彩讯息的步骤可以包括产生光入射到该复数多个感光区域响应的电子信号，以提供位置感测的色彩讯息。

[0129] （B5）如（B4）所述的方法可以进一步包括处理该电子信号以决定该色彩影像。

[0130] （B6）在如（B1）至（B5）所述的方法中，该色彩影像是荧光图像。

[0131] （B7）如（B 6）所述的方法可以包括在硅基板中位于微流体通道和至少该多个感光区域的一部分之间的硅层吸收入射在硅基板上的荧光激发光。

[0132] （B8）如（B 6）所述的方法可以基本上包括经由该多个感光区域传送入射在该多个感光区域中的荧光激发光。

[0133] （B9）如（B1）至（B8）所述的方法还可以包括使用该多个感光区域，经由微流体通道执行沉积在位于硅基板外部的微流体通道的流体样品的无透镜彩色成像。

[0134] （C1）用于制造具有嵌入的微流体的多个色彩感测影像传感器的晶片级方法可包括：（a）处理的硅晶片的前侧，以产生多个掺杂区域，其中该掺杂区是位于相对于该硅晶片的背面的平面在互不相同的多个深度的范围，以及（b）处理该背侧，通过在背面的平面上，制造具有深度相对于所述背面的平面的凹部部分地界定多个嵌入的微流体通道，使得在相互不同的深度范围分别对应于光从凹部至硅晶片相互不同的波长范围的穿透深度。

[0135] （C2）如（C1）所述的晶片级方法可进一步包括切割该硅基板以由此单一化彩色感光的影像传感器，其中，每个彩色感光的影像传感器包括至少一个嵌入的微流体中的通道。

[0136] （C3）如（C1）和（C2）所述的晶片级方法中，加工背面的步骤可以包括减薄该背面以界定该背面的平面和蚀刻凹部。

[0137] （C4）如（C3）所述的晶片级方法中，减薄的步骤可以包括减薄该背面一定的量，使得该凹部的深度，在相对于背侧的平面，在垂直于背面的平面的维度内而对应于微流体通道的期望的范围。

[0138] （C5）如（C1）至（C4）所述的晶片级方法可进一步包括接合盖到该背面。

[0139] （C6）如（C 5）所述的晶片级方法中，该盖可以包括多个外部微流体通道。

[0140] （C7）如（C6）所述的晶片级方法中，借由与一个色彩感测影像传感器关联的掺杂区进行成像，每个该多个外部微流体通道可以和嵌入的微流体通道中的至少一个共同形成多层的微流体网络。

[0141] 可在上述装置和方法中做变化而不脱离本发明的范围。因此应当指出的是，包含在上述描述并示出在附图中的事项应当被解释为说明性的而不是限制性的。权利要求旨在覆盖本文中所描述的一般的和具体的特征，以及本发明的系统和方法的所有陈述，其中，因为语言的关系，是可以说落于其间的范围。

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具有嵌入的微流体的色彩感测影像传感器和相关方法

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