CN113172036A - 用于处理半导体传感器阵列装置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理传感器阵列的方法，所述传感器阵列包括多个传感器，优选CHEMFET，以及隔离结构，其中所述多个传感器的一个传感器具有暴露在所述传感器阵列的表面处的传感器垫且所述隔离结构安置于所述传感器垫与所述多个传感器的其它传感器的传感器垫之间，所述方法包含使所述传感器垫和所述隔离结构暴露于包括有机硅化合物，优选聚二甲基硅氧烷(PDMS)和第一非水性载体的非水性有机硅溶液；将包括有机酸，优选十二烷基苯磺酸(DBSA)，以及第二非水性载体的酸溶液施加到所述传感器垫；以及从所述传感器垫和所述隔离结构冲洗所述酸溶液。

Description

用于处理半导体传感器阵列装置的方法
本申请是申请日为2016年3月24日、申请号为201680025763.9和名称为“用于处理半导体传感器阵列装置的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明总体上涉及用于处理传感器阵列的方法、通过此类方法形成的传感器阵列以及用于此类方法的溶液。
背景技术
半导体衬底中形成的传感器阵列日益用于如分析化学和分子生物学的领域。举例来说，当在传感器阵列的传感器垫上或附近捕获分析物时，分析物或与分析物相关的反应的副产物可被检测且用于阐明关于分析物的信息。具体来说，此类传感器阵列已发现在基因分析中的用途，如基因定序或定量扩增。
在制造期间，各种半导体处理技术可改变传感器阵列的表面和传感器阵列周围的井(孔，well)结构的表面的性质。此类处理也可以在表面上留下残余物。改变的表面化学性质或残余物可阻止或限制捕获传感器附近的分析物。因此，此类传感器阵列的效用降低且由此类传感器阵列产生的信号可包括错误数据或无数据。
发明内容
在一个方面中，包括传感器阵列和任选地隔离结构(如与所述传感器阵列对应的井阵列或附着在传感器阵列上的盖子)的传感器装置可用处理溶液处理。处理溶液可包括有机溶剂、有机酸和有机硅化合物。或者，传感器阵列可暴露于包括有机硅化合物和非水性载体的有机硅溶液，继而施加包括有机酸和非水性载体的酸溶液。传感器装置可进一步用碱性溶液(如NaOH溶液)处理，或可用低沸点有机溶剂或水冲洗。任选地，可干燥传感器装置。
附图说明
通过参考附图，可更好地理解本发明，且使所属领域的技术人员清楚其众多特征和优势。
图1包括示例性测量***的图示。
图2包括示例性测量组件的图示。
图3包括示例性测量组件阵列的图示。
图4包括示例性井配置的图示。
图5包括示例性井和传感器配置的图示。
图6和图7包括示例性传感器装置的图示。
图8、图9、图10和图11包括说明示例性方法的流程图。
图12包括用于制备定序装置的示例性方法的图示。
图13、图14、图15和图16包括说明有机硅化合物对定序性能的影响的图式。
在不同附图中使用相同参考符号指示相似或相同的物件。
具体实施方式
在一示例性实施方式中，一种用于处理传感器阵列的方法包括向传感器阵列施加处理溶液且从传感器阵列冲洗处理溶液。具体来说，处理溶液可包括有机溶剂、有机酸和有机硅化合物。或者，传感器阵列可暴露于包括有机硅化合物和非水性载体的有机硅溶液，继而施加包括有机酸和非水性载体的酸溶液。有机硅化合物可为硅烷、硅氧烷或硅氮烷化合物、其衍生物或其任何组合。有机硅化合物可包括封端部分，如烷基、乙烯基或氢化物部分或其任何组合。酸可为磺酸，如烷基或烷基芳基磺酸。在一实例中，烷基或烷基芳基磺酸可具有拥有9到18个碳的烷基。举例来说，磺酸可包括十二烷基苯磺酸(DBSA)。有机溶剂或非水性载体可为非极性溶剂或非质子极性溶剂。在一实例中，有机溶剂可具有65℃到275℃范围内的标准沸点。在一实例中，有机溶剂包括庚烷。在另一实例中，有机溶剂包括十一烷。
在用处理溶液处理之后，传感器阵列可用冲洗溶液冲洗。在一实例中，冲洗溶液包括低沸点有机溶剂，如醇，例如乙醇或异丙醇。在另一实例中，冲洗溶液可包括水。所述方法可进一步包括在施加处理溶液之前且在冲洗之前施加碱性溶液或弱酸溶液。碱性溶液可具有大于7，如至少8，但一般不超过14的pH，且可包括强碱，如氢氧化钠。在一实例中，处理溶液和碱性溶液可重复施加，如2次或更多次、3次或更多次或甚至4次或更多次，但一般不超过10次。
在一特定实施方式中，处理溶液至少施加到传感器阵列的传感器垫。传感器阵列可包括多个传感器。传感器阵列的传感器可包括传感器垫。任选地，井结构可界定于传感器阵列上且包括与传感器阵列的传感器垫对应的多个井。井阵列的井可暴露传感器的传感器垫。任选地，包括至少一个流体端口的盖子可安置或附着在传感器阵列和井结构上。针对流体的空间可在盖子与井结构或传感器阵列之间界定且可与盖子的流体端口流体连通。处理溶液可经由流体端口施加且进入盖子与井结构之间的空间。任选地，在施加处理溶液之后，可经由流体端口向盖子与井结构之间的空间中施加碱性溶液。施加处理溶液继而碱性溶液可重复如至少两次或甚至至少3次，但一般不超过10次。可经由流体端口施加冲洗溶液，例如包括醇或水。任选地，可干燥***。
在另一示例性实施方式中，传感器阵列包括多个传感器。多个传感器的传感器包括传感器垫。井结构安置于传感器阵列上且包括与传感器阵列可操作地对应的井阵列。井阵列的井暴露传感器的传感器垫。包括有机硅化合物、酸(如磺酸)和有机溶剂的处理溶液可施加到传感器阵列持续30秒到30分钟的时间。传感器阵列可用冲洗溶液冲洗。在一实例中，冲洗溶液可包括低沸点有机溶剂，如醇。传感器阵列可用低沸点有机溶剂冲洗一次或多次。在另一实例中或另外，传感器阵列可用水，如去离子水冲洗。可干燥传感器阵列且可在井结构和传感器阵列上附着盖子。盖子可包括至少一个流体端口。空间界定于盖子与传感器阵列或井结构之间且与流体端口流体连通。
在一特定实施方式中，传感器***包括其中安置有传感阵列的流槽，包括与传感阵列电子连通的通信电路，且包括与流槽流体连通的容器和流体对照物。在一实例中，图1说明流槽100的展开横截面图且说明流动腔室106的一部分。试剂流108流经井阵列102的表面，其中试剂流108流过井阵列102的井的开口端。井阵列102和传感器阵列105一起可形成集成单元，其形成流槽100的下壁(或底板)。参考电极104可流体地耦合到流动腔室106。另外，流槽罩130包封流动腔室106以将反应剂流108含于限定区域内。
图2说明如图1的110处所说明的井201和传感器214的展开图。井的体积、形状、纵横比(如底部宽度比井深度比率)以及其它维度特征可基于发生的反应性质，以及采用的试剂、副产物或标记技术(如果存在)来选择。传感器214可为具有浮动栅极218的化学场效应晶体管(chemFET)，更具体来说，离子敏感FET(ISFET)，所述浮动栅极具有任选地通过材料层216与井内部分隔开的传感器板220。另外，导电层(未说明)可安置在传感器板220上。在一实例中，材料层216包括离子敏感材料层。材料层216可为陶瓷层，尤其如锆、铪、钽、铝或钛的氧化物，或钛的氮化物。在一实例中，材料层216的厚度可在5nm到100nm范围内，如10nm到70nm范围内，15nm到65nm范围内或甚至20nm到50nm范围内。传感器板220和材料层216一起形成传感器垫。
尽管材料层216说明成延伸超过所说明的FET组件的界限，但材料层216可沿井201的底部延伸以及任选地沿井201的壁延伸。传感器214可响应于与传感器板220相反的材料层216上存在的电荷224的量(且产生与所述量相关的输出信号)。电荷224的改变可引起chemFET的源极221与漏极222之间的电流改变。继而，chemFET可直接用于提供基于电流的输出信号或与额外电路一起间接用于提供基于电压的输出信号。反应物、处理溶液以及其它试剂可通过扩散机制240移动进入和离开井。
在一实施方式中，在井201中进行的反应可为鉴别或测定相关分析物的特征或特性的分析型反应。此类反应可直接或间接产生影响传感器板220附近的电荷量的副产物。如果此类副产物少量产生或快速衰变或与其它成分反应，那么可同时在井201中分析相同分析物的多个拷贝以提高产生的输出信号。在一实施方式中，分析物的多个拷贝可在沉积到井201中之前或之后附着到固相支撑物212。在一实例中，固相支撑物212可为粒子，如聚合物粒子或无机粒子。在另一实例中，固相支撑物212可为聚合物基质，如亲水性聚合物基质，例如水凝胶基质等。
井201可由壁结构界定，所述壁结构可由一个或多个材料层形成。在一实例中，壁结构可具有0.01微米到10微米范围内，如0.05微米到10微米范围内，0.1微米到10微米范围内，0.3微米到10微米范围内，或0.5微米到6微米范围内的从井的下表面延伸到上表面的厚度。具体来说，厚度可在0.01微米到1微米范围内，如0.05微米到0.5微米范围内，或0.05微米到0.3微米范围内。井201可具有不超过5微米，如不超过3.5微米，不超过2.0微米，不超过1.6微米，不超过1.0微米，不超过0.8微米或甚至不超过0.6微米的特征直径，所述特征直径定义为4乘以截面面积(A)除以π的平方根(例如sqrt(4*A/π))。在一实例中，井201可具有至少0.01微米的特征直径。
尽管图2说明单层壁结构和单层材料层216，但***可包括一个或多个壁结构层、一个或多个导电层或一个或多个材料层。举例来说，壁结构可以由一个或多个层形成，包括硅的氧化物或TEOS或包括硅的氮化物。
在图3中所示的一个特定实例中，***300包括界定井阵列304的井壁结构302，所述井阵列安置在传感器阵列的传感器垫上或可操作地耦合到传感器阵列的传感器垫。井壁结构302界定上表面306。与井关联的下表面308安置在传感器阵列的传感器垫上。井壁结构302界定上表面306与下表面308之间的侧壁310。如上文所描述，与传感器阵列的传感器垫接触的材料层可沿井阵列304的井的下表面308延伸或沿井壁结构302界定的壁310的至少一部分延伸。上表面306可不含材料层。在一些例子中，井壁结构302的至少一部分不被材料层覆盖。
尽管图2的壁表面图示为实质上竖直且朝外延伸，但壁表面可在多个方向上延伸且具有多种形状。实质上竖直表示在具有如下分量的方向上延伸，该分量是传感器垫所界定的表面的法线。举例来说，如图4中所示，井壁402可竖直延伸，与传感器垫界定的表面的法线分量412平行。在另一实例中，壁表面404在远离传感器垫的朝外方向上实质上竖直延伸，提供比井的下表面的面积大的井开口。如图4中所示，壁表面404在具有与表面414的法线分量412平行的竖直分量的方向上延伸。在一替代实例中，壁表面406在朝内方向上实质上竖直延伸，提供比井的下表面的面积小的开口面积。壁表面406在具有与表面414的法线分量412平行的分量的方向上延伸。
尽管表面402、404或406通过直线示出，但一些半导体或CMOS制造方法可产生具有非线性形状的结构。具体来说，壁表面(如壁表面408)和上表面(如上表面410)的形状可为弓形或采取各种非线性形式。尽管此处说明的结构和装置描绘为具有线性层、表面或形状，但半导体处理产生的实际层、表面或形状在一定程度上可不同，可能包括所说明实施方式的非线性和弓形变化。
图5包括具有离子敏感材料层的示例性井的图示。举例来说，井结构502可界定井阵列，如示例性井504、506或508。井(504、506或508)可操作地耦合到下伏传感器(未图示)或连接到此类下伏传感器。示例性井504包括离子敏感材料层510，其界定井504的底部且延伸进入结构502中。尽管图5中未示出，但离子敏感材料层510下面可存在离子敏感场效应晶体管的导电层，如栅极，例如浮动栅极。
在另一实例中，如井506所示，离子敏感材料层512可界定井506的底部而不延伸到结构502中。在另一实例中，井508可包括沿井508的侧壁516的至少一部分延伸的离子敏感层514，所述井508由结构502界定。如上所述，离子敏感材料层512或514可存在于下伏电子装置的导电层或栅极上。
如图6中所示，传感器装置可包括形成于半导体衬底内的传感器阵列602。井结构界定于传感器阵列上。盖子604附着于井结构或传感器阵列602。举例来说，盖子604可使用粘着剂粘着于传感器阵列或井结构602。盖子604包括流体端口606或608，其与界定在盖子604与传感器阵列和井阵列602之间的流槽610流体连通。施加于流体端口606或608中的一个的流体可流动穿过流槽610且任选地从另一端口608或606流出。在图7中所示的另一实例中，盖子702可包括流体端口704和706且可界定较大流动空间。盖子可例如使用粘着剂粘着于井阵列或传感器阵列上。
如图8的方法800中所示，传感器阵列可暴露于非水性处理溶液(其包括有机硅化合物和酸，如磺酸、膦酸或其组合)，如802所示。处理溶液可进一步包括有机溶剂。
在一实例中，有机硅化合物可包括硅烷、硅氧烷、硅氮烷、其衍生物或其组合。在一实例中，有机硅化合物可包括硅氧烷，如聚二烷基硅氧烷。在另一实例中，有机硅化合物可包括聚硅氮烷或环状硅氮烷。另外，有机硅化合物可包括封端部分，如烷基、乙烯基、卤基、磺酰基、羟基或氢化物部分或其任何组合。
示例性硅烷包括用部分(如芳基、多芳基、烷基、烷氧基、卤基、或氰基部分或其任何组合)官能化的硅烷。举例来说，硅烷可包括苯基二甲基氯硅烷、叔丁基氯二苯基硅烷、氯三丙基硅烷、(N,N-二甲基氨基)三甲基-硅烷、三(三甲基甲硅烷基)硅烷、三乙基氯硅烷、3-氰基丙基二甲基氯-硅烷、氯三乙基硅烷、1,2-双(氯二甲基甲硅烷基)乙烷、三甲基甲硅烷基三荧光酮磺酸酯、三辛基硅烷、十二烷基二甲基氯硅烷、氯二甲基(2,3-二甲基丁烷-2-基)(叔己基，thexyl)硅烷、三甲基氯硅烷、氯(氯甲基)二甲基硅烷、(2,3-二甲基丁烷-2-基)二甲基氯硅烷、三异丙基氯硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、氯三异丙基硅烷、乙酰氧基三甲基硅烷或其组合。
在一实例中，有机硅化合物包括硅氧烷，如聚硅氧烷，其例如包括芳基、二烷基或烷基氢单元或其组合。二烷基或烷基氢单元的烷基部分可包括甲基、乙基、丙基、丁基部分或其任何组合。芳基单元可包括苯基烷基甲硅烷氧基单元，如苯基甲基甲硅烷氧基单元。聚硅氧烷可包括封端部分，如烷基、乙烯基、卤基、磺酰基、羟基或氢化物部分或其任何组合。举例来说，封端部分可包括烷基、乙烯基、羟基或氢化物部分或其组合。具体来说，封端部分可包括烷基、乙烯基或氢化物部分。示例性烷基封端部分可包括甲基、乙基、丙基或丁基封端部分。
具体来说，示例性硅氧烷包括烷基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)、氢化物封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)、单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)、二氯四甲基二硅氧烷、六甲基三硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、八甲基三硅氧烷或其组合。举例来说，硅氧烷可包括甲基封端聚二甲基硅氧烷(例如下文A，其中“n”在1与100之间，如在2与50之间，或在2与20之间)、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(例如下文B，其中“n”在1与100之间，如在2与50之间，或在2与20之间)、聚二甲基甲基氢硅氧烷(例如下文C，其中“m”在1与100之间，如在2与50之间，或在2与20之间，且“n”在1与100之间，如在2与50之间，或在2与20之间)、丁基封端聚二甲基硅氧烷(例如下文D，其中“n”在1与100之间，如在2与50之间，或在2与20之间)或其组合。
Figure BDA0003023924780000071
Figure BDA0003023924780000081
在另一实例中，硅氧烷具有以下式E，其中R可包括亲水性、极性或两亲性部分或其组合。举例来说，R可包括聚亚烷基氧部分。在另一实例中，R可包括吡咯烷酮官能团。在另一实例中，R可包括呋喃部分。在另一实例中，R可包括氰基烷基官能团。在另一实例中，R可包括异硬脂基醇部分。
Figure BDA0003023924780000082
示例性硅氮烷包括六甲基环三硅氮烷。
在特定实例中，有机硅化合物具有50Da到10000Da范围内的分子量。举例来说，分子量可在100Da到8000Da范围内，如500Da到7000Da范围内，700Da到6000Da范围内，900Da到6000Da范围内，或1200Da到6000Da范围内。在一实例中，有机硅化合物包括分子量在100Da到8000Da范围内，如500Da到7000Da范围内，700Da到6000Da范围内，900Da到6000Da范围内，或1200Da到6000Da范围内的聚二甲基硅氧烷。
有机硅化合物可以0.001重量％到10.0重量％范围内的量包括于处理溶液中。举例来说，可包括0.005重量％到10.0重量％范围内，如0.005重量％到5.0重量％范围内，0.01重量％到5.0重量％范围内，0.5重量％到2.0重量％范围内，或0.5重量％到1.0重量％范围内的有机硅化合物。
处理溶液也可包括铂化合物，如铂配体化合物。在一实例中，配体可为乙烯基封端环状硅氧烷，如环状四(甲基乙烯基硅氧烷)。在特定实例中，铂化合物具有以下构造F。处理溶液可包括0.0005重量％到1.0重量％范围内，如0.005重量％到0.5重量％范围内或0.01重量％到0.1重量％范围内的量的铂化合物。
Figure BDA0003023924780000083
示例性磺酸包括烷基磺酸、烷基芳基磺酸或其组合。示例性烷基磺酸包括具有1到18个碳，如1到14个碳，1到10个碳或1到5个碳的烷基。在另一实例中，烷基磺酸的烷基具有10到14个碳。举例来说，烷基磺酸可包括甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸或其组合。在另一实例中，与磺酸官能团相对，烷基可例如用封端官能团官能化。示例性官能化烷基磺酸包括用封端胺基官能化的烷基磺酸，如牛磺酸。在另一实例中，磺酸的烷基可经卤化，如氟化。
在另一实例中，磺酸包括烷基芳基磺酸。烷基芳基磺酸(例如烷基苯磺酸)可包括具有1到20个碳的烷基。举例来说，烷基可具有9到18个碳，如10到14个碳。在特定实例中，烷基芳基磺酸包括十二烷基苯磺酸(DBSA)。十二烷基苯磺酸(DBSA)可为十二烷基苯磺酸的经纯化形式，其中至少90％，如至少95％烷基芳基磺酸具有含12个碳的烷基。或者，十二烷基苯磺酸可包括具有拥有平均12个碳的烷基的烷基苯磺酸的掺合物。烷基芳基磺酸可在沿烷基链的多个位置(blend of positions)处烷基化。在另一实例中，烷基可具有1到6个碳。举例来说，烷基芳基磺酸可包括甲苯磺酸。
处理溶液可具有10mM到500mM酸(如磺酸)的浓度。举例来说，处理溶液可具有50mM到250mM酸的浓度。在另一实例中，处理溶液包括0.5wt％到25wt％酸，如磺酸。举例来说，处理溶液可包括1wt％到10wt％酸，如2.5wt％到5wt％酸，如磺酸。
处理溶液中的有机溶剂为非水性溶剂，其对酸(例如磺酸)的溶解度至少达到上述浓度。在一实例中，有机溶剂可为非质子性的。有机溶剂可为非极性有机溶剂。在另一实例中，有机溶剂可为极性非质子溶剂。在一实例中，有机溶剂可具有在36℃到345℃范围内的标准沸点。举例来说，标准沸点可在65℃到275℃范围内。在另一实例中，标准沸点可在65℃到150℃范围内。或者，标准沸点在150℃到220℃范围内。
在特定实例中，非极性有机溶剂包括烷烃溶剂、芳香族溶剂或其组合。烷烃溶剂可具有6到20个碳。举例来说，烷烃可具有6到14个碳，如6到9个碳。或者，烷烃可具有10到14个碳。在特定实例中，烷烃为直链烷烃。举例来说，烷烃溶剂可包括戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十一烷、十二烷或其组合。在另一实例中，烷烃经卤化。示例性带支链烷烃可包括C11或C12α烯烃的氢化二聚物。
在另一实例中，有机溶剂可包括极性非质子溶剂。举例来说，极性非质子溶剂可包括四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酮、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或其组合。在另一实例中，有机溶剂可不含醚溶剂，且例如可包括二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜或其组合。
如804处所说明，可在使传感器垫暴露于处理溶液的同时加热处理溶液和传感器装置。在一实例中，可在35℃到60℃范围内的温度下加热处理溶液和传感器装置。举例来说，温度可在40℃到50℃范围内。
如806所说明，传感器阵列可暴露于处理溶液且任选地加热30秒到30分钟范围内的时间段。举例来说，时间段可在30秒到10分钟范围内，如30秒到5分钟范围内，或甚至1分钟到2分钟范围内。
如808所说明，在暴露于处理溶液之后，可使用有机溶剂或水冲洗传感器阵列。有机溶剂可为低沸点有机溶剂。示例性低沸点有机溶剂可具有25℃到100℃的标准沸点范围，如50℃到100℃范围内的标准沸点。在一实例中，低沸点有机溶剂包括醇，如乙醇或丙醇。或者，有机溶剂可为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。或者或另外，传感器阵列可用水，如去离子水冲洗。在特定实例中，有机溶剂至少部分地可与水和酸/溶剂混合物的有机溶剂混溶。
如810处所说明，可干燥传感器阵列。在一实例中，可在惰性氛围下，如使用干燥氮气或氦气干燥传感器阵列。在另一实例中，可在干燥氛围下加热传感器。在另一实例中，传感器阵列可在真空下干燥。
在图9中所示的另一实例中，用于处理传感器阵列的方法900包括使传感器阵列暴露于有机硅溶液，继而将酸溶液施加到传感器阵列。举例来说，如902处所说明，传感器阵列暴露于包括有机硅化合物和非水性载体的有机硅溶液。在一实例中，有机硅化合物可选自上文所描述的有机硅化合物。在特定实例中，有机硅化合物为聚烷基硅氧烷或聚烷基氢烷基硅氧烷。非水性载体可选自上文所描述的有机溶剂。举例来说，非水性载体可为如上文所描述的非质子或非极性溶剂。在特定实例中，非水性载体可为烷烃，如十一烷。
如904处所说明，可将酸溶液施加到传感器阵列。在一实例中，酸溶液包括有机酸，如上文所描述的酸。酸溶液也可包括非水性载体，例如选自上文所描述的有机溶剂。举例来说，非水性载体可为如上文所描述的非质子或非极性溶剂。在特定实例中，非水性载体可为烷烃，如十一烷。任选地，有机硅溶液的非水性载体可与酸溶液的非水性载体相同。或者，所述非水性载体是不同的。
方法900可进一步包括以上文关于图8所描述的方式(804-810)类似的方式在酸溶液存在下加热传感器，如906处所说明，等待一段时间，如908处所说明，冲洗，如910处所说明，且任选地干燥，如912处所说明。可在干燥之前重复进行暴露于有机硅溶液(902)和施加酸溶液(904)。
在图10中所示的另一实例中，方法1000包括使传感器阵列暴露于包括有机硅化合物和酸的处理溶液(例如，如上文所描述)，如1002处所说明。传感器装置可包括传感器阵列和任选地井结构，所述井结构界定可操作地对应于传感器阵列的井阵列。井阵列的井可使传感器阵列的传感器的传感器垫暴露。处理溶液可具有上文所描述的组成。任选地，可加热传感器阵列和处理溶液，如1004处所说明。举例来说，传感器阵列和处理溶液可加热到上文所描述的温度。
在另一实例中，传感器阵列可暴露于处理溶液和任选地加热30秒到30分钟范围内的时间段，如1006处所说明。或者，传感器阵列可暴露于处理溶液和任选地加热上文所描述的时间段。
在暴露于处理溶液之后，传感器阵列可用溶剂，例如低沸点溶剂冲洗，如1008处所说明。示例性低沸点溶剂如上文所描述。或者，溶剂可为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。传感器阵列可用低沸点溶剂冲洗一次或超过一次。
在用低沸点有机溶剂冲洗之后，可用水(如去离子水)冲洗传感器阵列，如1010处所说明。在用水冲洗之后，可干燥传感器阵列，如1012处所说明。举例来说，可使传感器阵列暴露于干燥氮气。
在干燥后，可将盖子施加在传感器阵列上，如1014处所说明。举例来说，可使用粘着剂将盖子附着到传感器阵列或中间井结构。具体来说，盖子包括与传感器阵列上的盖子和井结构之间界定的空间流体连通的流体端口。任选地，可将所述方法应用于晶片，之后将晶片分隔成阵列且给单独的阵列盖上盖子。
在图11中所示的另一示例性实施方式中，方法1100包括使传感器阵列暴露于包括有机硅化合物和酸的处理溶液，如1102处所说明。处理溶液可进一步包括有机溶剂。具体来说，传感器阵列可包括井结构，其界定可操作地对应于传感器阵列的井阵列。通过井阵列的井使传感器的传感器垫暴露。盖子可附着在传感器阵列或井阵列上。盖子包括与盖子和井阵列或传感器阵列之间界定的空间连通的流体端口。处理溶液可经由流体端口施加到空间中。处理溶液的组成可如上文所描述。
任选地，如1104处所说明，可加热处理溶液和传感器阵列。举例来说，可在上文所描述的温度下加热处理溶液和传感器阵列。
传感器阵列可暴露于处理溶液和任选地加热第一时间段，如1106处所说明。第一时段可具有30秒到30分钟的范围，如上文所描述的时间段范围。
另外，如1108处所说明，可向传感器阵列施加碱性溶液持续第二时间段。举例来说，碱性溶液可经由盖子的流体端口施加且进入界定在盖子与井结构或传感器阵列之间的空间。碱性溶液具有大于7的pH，如大于8的pH，或甚至大于9，但一般不超过14的pH。碱性溶液包括强碱，如氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化四烷基铵，如氢氧化四甲基铵或氢氧化四乙基铵。碱浓度在0.05M与1.5M之间。举例来说，碱浓度可在0.05M与1.0M之间，如0.05M与0.5M之间。传感器阵列可暴露于碱性溶液持续20秒到15分钟的时间段，如20秒到5分钟的时间段或30秒到2分钟的时间段。或者，弱酸溶液可代替碱性溶液。
传感器阵列可重复地暴露于处理溶液、继而暴露于碱性溶液或弱酸，如k次。举例来说，k可为1、2或3，但一般不超过10。任选地，有机硅化合物可包括于处理溶液中用于第一处理循环，但不用于后续处理循环。或者，有机硅化合物可包括于最后一个处理循环中，但不包括于先前处理循环中。在另一实例中，有机硅化合物可包括于重复处理循环中的每一个或处理循环子集中。
在暴露于处理溶液和碱性溶液之后，传感器阵列可用有机溶剂或水冲洗，如1110处所说明。示例性低沸点有机溶剂包括上文所描述的那些。或者，有机溶剂可为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。传感器阵列可用低沸点有机溶剂冲洗一次或多次，任选地继而在溶剂冲洗之间用水冲洗。任选地，可干燥传感器阵列(如通过暴露于干燥氮气来进行)，如1112处所说明。
图11的方法或者可应用于包括多个阵列的晶片。在使晶片干燥之后，可将晶片分隔成单独的阵列且向单独的阵列施加盖子。
传感器阵列的此类处理已显示出改善聚合物珠粒结合分析物的载量且确保分析物接近传感器阵列的传感器垫。具体来说，此类处理改善包括有在其上扩增的多核苷酸分析物的聚合物珠粒的载量。举例来说，此类处理方法改善序列定序装置的性能。传感器阵列的此类处理已显示出改善传感器信号和信噪比(SNR)，在基于FET的传感器阵列中尤其如此。
举例来说，图12说明和例示通过上文所描述的处理方法增强的定序***。在图12中所示的特定实例中，聚合物粒子在定序技术期间可用作多核苷酸的支撑物。举例来说，此类亲水性粒子可固定多核苷酸以使用荧光定序技术进行定序。在另一实例中，亲水性粒子可固定多核苷酸的多个拷贝以使用离子传感技术进行定序。或者，上文所描述的处理可改善聚合物基质与传感器阵列表面的键合。聚合物基质可捕获分析物，如用于定序的多核苷酸。
一般来说，聚合物粒子可经处理以包括生物分子，其包括核苷、核苷酸、核酸(寡核苷酸和多核苷酸)、多肽、醣类、多醣、脂质或其衍生物或类似物。举例来说，聚合物粒子可结合或附着到生物分子。生物分子的末端或任何内部部分可结合或附着到聚合物粒子。聚合物粒子可使用键联(linking)化学结合或附着到生物分子。键联化学包括共价或非共价键，包括离子键、氢键、亲和力键、偶极子-偶极子键、范德华键(van der Waals bond)以及疏水性键。键联化学包括结合伴侣之间的亲和力，例如以下之间：抗生物素蛋白部分与生物素部分；抗原表位与抗体或其免疫反应性片段；抗体与半抗原；地高辛部分(digoxigen moiety)与抗地高辛抗体；荧光素部分与抗荧光素抗体；操纵子与抑制子；核酸酶与核苷酸；凝集素与多醣；类固醇与类固醇结合蛋白；活性化合物与活性化合物受体；激素与激素受体；酶与底物；免疫球蛋白与蛋白质A；或寡核苷酸或多核苷酸与其相应补体。
如图12中所示，多个聚合物粒子1204可与多个多核苷酸1202一起置于溶液中。多个粒子1204可活化或另外制备以与多核苷酸1202结合。举例来说，粒子1204可包括与多个多核苷酸1202的多核苷酸的一部分互补的寡核苷酸。在另一实例中，聚合物粒子1204可使用如生物素-抗生蛋白链菌素结合的技术用目标多核苷酸1204修饰。
在一特定实施方式中，亲水性粒子和多核苷酸进行聚合酶链反应(PCR)扩增或重组酶聚合酶扩增(RPA)。举例来说，分散相液滴1206或1208作为乳液部分形成且可包括亲水性粒子或多核苷酸。在一实例中，多核苷酸1202和亲水性粒子1204以如下的低浓度和相对于彼此的比率提供：其使得单一多核苷酸1202有可能存在于与单一亲水性粒子1204相同的分散相液滴内。其它液滴(如液滴1208)可包括单一亲水性粒子且不包括多核苷酸。各液滴1206或1208可包括足以促进多核苷酸复制的酶、核苷酸、盐或其它组分。
在一特定实施方式中，酶(如聚合酶)存在于、结合到、或极为接近于分散相液滴的亲水性粒子或水凝胶粒子。在一实例中，聚合酶存在于分散相液滴中以促进多核苷酸的复制。本文所描述的方法中可使用多种核酸聚合酶。在一示例性实施方式中，聚合酶可包括可催化多核苷酸复制的酶、其片段或子单元。在另一实施方式中，聚合酶可为天然存在的聚合酶、重组聚合酶、突变聚合酶、变异聚合酶、融合或另外工程改造的聚合酶、化学改性聚合酶、合成分子、或其类似物、衍生物或片段。
在PCR或RPA之后，形成粒子，如粒子1210，其可包括亲水性粒子1212和多核苷酸的多个拷贝1214。尽管多核苷酸1214说明为在粒子1210的表面上，但多核苷酸可在粒子1210内延伸。相对于水具有低浓度聚合物的水凝胶和亲水性粒子可包括在粒子1210内部和遍及粒子1210的多核苷酸片段，或多核苷酸可存在于孔和其它开口中。具体来说，粒子1210可准许用于监测反应的酶、核苷酸、引物和反应产物扩散。每个粒子大量多核苷酸可产生更好的信号。
在实施方式中，可收集来自乳液破乳程序的聚合物粒子并将其洗涤准备用于定序。收集可通过如下而进行：使生物素部分(例如键联到附着至聚合物粒子的经扩增的多核苷酸模板)与抗生物素蛋白部分接触，以及与不具有生物素化的模板的聚合物粒子分离。携带双链模板多核苷酸的收集的聚合物粒子可变性获得用于定序的单链模板多核苷酸。变性步骤可包括用碱(例如NaOH)、甲酰胺或吡咯烷酮处理。
在一示例性实施方式中，粒子1210可用于定序装置中。举例来说，定序装置1216可包括井阵列1218。定序装置1216可用如上文所描述的包括磺酸的处理溶液处理。粒子1210可置于井1218内。
在一实例中，可将引物添加到井1218中或粒子1210可在置于井1218中之前预先暴露于引物。具体来说，粒子1210可包括结合的引物。引物和多核苷酸形成核酸双螺旋体，其包括与引物杂交的多核苷酸(例如模板核酸)。核酸双螺旋体为至少部分双链多核苷酸。可向井1218提供酶和核苷酸以促进可检测的反应，如核苷酸结合。
可通过检测核苷酸添加进行定序。可使用如荧光发射方法或离子检测方法的方法检测核苷酸添加。举例来说，可向***1216提供一组荧光标记的核苷酸且其可迁移到井1218中。还可向井1218提供激发能量。当核苷酸通过聚合酶捕获且添加到延伸引物的末端时，核苷酸的标记物可发荧光，指示何种类型的核苷酸被添加。
在替代实例中，可依次供给包括单一类型的核苷酸的溶液。响应于核苷酸添加，井1218的局部环境内的pH可改变。此类pH改变可通过离子敏感场效应晶体管(ISFET)检测。因而，pH改变可用于产生指示与粒子1210的多核苷酸互补的核苷酸的顺序的信号。
具体来说，定序***可包括一个井或多个井，其安置于离子性传感器(如场效应晶体管(FET))的传感器垫上。在实施方式中，***包括负载到安置于离子性传感器(例如FET)的传感器垫上的一个井中的一个或多个聚合物粒子，或负载到安置于离子性传感器(例如FET)的传感器垫上的多个井中的一个或多个聚合物粒子。在实施方式中，FET可为chemFET或ISFET。“chemFET”或化学场效应晶体管包括充当化学传感器的场效应晶体管类型。chemFET具有MOSFET晶体管的结构类似物，其中栅极电极上的电荷通过化学过程施加。“ISFET”或离子敏感场效应晶体管可用于测量溶液中的离子浓度；当离子浓度(如H+)改变时，通过晶体管的电流因此改变。
在实施方式中，FET可为FET阵列。如本文所使用的，“阵列”为元件如传感器或井的平面布置。阵列可为一维或二维的。一维阵列可为在第一维度具有一列(或行)元件且在第二维度具有多个列(或行)的阵列。第一和第二维度中的列(或行)的数目可相同或不同。FET阵列可包含102、103、104、105、106、107或更多个FET，但一般不超过1012。
在实施方式中，可在FET传感器阵列上制造一个或多个微流体结构以提供生物学或化学反应的封闭或约束。举例来说，在一个实施方案中，微流体结构可配置成一个或多个安置在阵列的一个或多个传感器上的井(或微井，或反应室，或反应井，所述术语在本文中可互换地使用)，使得上面安置有指定井的一个或多个传感器检测和测量指定井中分析物的存在、水平或浓度。在实施方式中，FET传感器和反应井之间可存在1∶1对应。
返回到图12，在另一实例中，井阵列的井1218可操作地连接到测量装置。举例来说，对于荧光发射方法，井1218可操作地耦合到光检测装置。在离子检测的情况下，井1218的下表面可安置于离子性传感器(如场效应晶体管)的传感器垫上。
一种涉及通过检测核苷酸结合的离子性副产物来进行定序的示例性***为IonTorrentTM PGMTM、ProtonTM或S5TM定序器(Thermo Fisher Scientific)，其为通过检测作为核苷酸结合的副产物产生的氢离子来定序核酸模板的基于离子的定序***。典型地，氢离子作为使用聚合酶的模板依赖性核酸合成期间发生的核苷酸结合的副产物释放。IonTorrentTM PGMTM、ProtonTM或S5TM定序器通过检测核苷酸结合的氢离子副产物来检测核苷酸结合。Ion TorrentTM PGMTM、ProtonTM或S5TM定序器可包括多个待定序的模板多核苷酸，各模板安置在阵列中的相应的定序反应井内。阵列的井可以各自耦合到至少一个离子传感器，所述传感器可检测作为核苷酸结合的副产物产生的H+离子的释放或溶液pH的变化。离子传感器包含耦合到离子敏感检测层的场效应晶体管(FET)，所述检测层可传感H+离子的存在或溶液pH的改变。离子传感器可提供指示核苷酸结合的输出信号，其可以表示为量值与相应井或反应室中的H+离子浓度相关的电压变化。不同核苷酸类型可连续流入反应室，且可通过聚合酶以由模板序列确定的顺序结合到延伸引物(或聚合位点)中。各核苷酸结合可以伴随有反应井中的H+离子释放，以及相伴的局部pH变化。可通过传感器的FET登记H+离子的释放，所述FET产生指示发生核苷酸结合的信号。在特定核苷酸流动期间未结合的核苷酸可能不产生信号。来自FET的信号的幅值也可与结合到延伸核酸分子中的特定类型的核苷酸的数目有关，从而准许解析均聚物区域。因此，在定序器操作期间，多个核苷酸流入反应室中以及横跨多个井或反应室的结合监测可允许仪器同时解析许多核酸模板的序列。
上文所描述的处理方法的实施方式和使用此类方法处理的传感器设备展现包括改进的核酸粒子载量或信号质量的技术优点。粒子载量或信号强度的改进进一步提升分析技术，如碱基判读和定序。据相信，一些技术优点来自于有机硅化合物的活化(例如经由硅氧烷键的酸催化断裂)，其随后与金属或半金属氧化物表面缔合的羟基反应。
实施例
实施例1
使用ION
Figure BDA0003023924780000161
Proton I，在ION
Figure BDA0003023924780000162
Proton Sequencer上测试有机硅化合物对缓冲、信噪比、关键信号和Q20平均值的影响。经由Proton I芯片的端口施加包括5wt％十二烷基苯磺酸和5wt％所选有机硅化合物的十一烷溶液且与传感器表面保持接触大约2分钟。Proton I芯片用水和异丙醇冲洗。经由Proton I芯片的端口施加5wt％DBSA的十一烷溶液，继而包括10mM NaOH的碱溶液。DBSA和NaOH处理重复三次。随后用水和异丙醇冲洗Proton I芯片。
使用ION ChefTM，根据标准协议，向Proton I芯片装载核酸珠粒。将Proton I芯片施加到Proton Sequencer且进行标准测试以测定缓冲、载量、信噪比、关键信号和q20平均测量值。
有机硅化合物选自氢化物封端聚二甲基硅氧烷、2,2,4,4,6,6-六甲基环三硅氮烷、单乙烯基官能性聚二甲基硅氧烷(PDMS)、铂-环乙烯基甲基硅氧烷、苯基二甲基氯硅烷、三异丙基甲硅烷基三氟甲烷磺酸酯、叔丁基氯二苯基硅烷、单氢化物封端PDMS、氯三丙基硅烷、(N,N-二甲基氨基)三甲基-硅烷、三(三甲基甲硅烷基)硅烷、三乙基氯硅烷、3-氰基丙基二甲基氯-硅烷、氯三乙基硅烷、氢化物封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)、1,3-二氯-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,2-双(氯二甲基甲硅烷基)乙烷、三甲基甲硅烷基三氟甲烷磺酸酯、三辛基硅烷、十二烷基二甲基氯硅烷、氯二甲基(2,3-二甲基丁烷-2-基)硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基三硅氧烷、氯(氯甲基)二甲基硅烷、聚甲基氢硅氧烷、(2,3-二甲基丁烷-2-基)二甲基氯硅烷、乙烯基封端PDMS、三异丙基氯硅烷、乙烯基封端PDMS、三甲基甲氧基硅烷、三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、八甲基三硅氧烷、三甲基氯硅烷、氯三异丙基硅烷或乙酰氧基三甲基硅烷。PDMS的一些种类(species)还与铂催化剂(铂-环乙烯基甲基硅氧烷)组合进行了测试。
如图13中所示，在用DBSA和NaOH处理三次之后，多种有机硅化合物提供所需的低缓冲。一些种类提供小于100，尤其小于90的缓冲，其中一些种类提供50到80范围内的缓冲。具体来说，更高分子量PDMS种类提供低缓冲且在方便操作方面提供额外优点。
图14说明具有小于100的缓冲的种类子集的信噪比。若干高分子量PDMS种类提供超过12的所需信噪比，其中一些提供超过12.3的信噪比。此类高分子量PDMS种类还提供超过90的所需关键信号，如图15中所示。有机硅化合物的其它种类还提供所需关键信号。
当在定序平台上利用时，有机硅化合物提供改进的定序，如q20平均值所指示和图16中所示。具体来说，若干较高分子量PDMS种类提供明显改进的q20平均值。
实施例2
使用ION
Figure BDA0003023924780000181
Proton I，在ION
Figure BDA0003023924780000182
Proton Sequencer上，测试选自分子量为750Da、900Da、1200Da、2000Da、3700Da或6000Da的非官能化PDMS的有机硅化合物对缓冲、信噪比、关键信号和q20平均值的影响。经由Proton I芯片的端口施加包括5wt％十二烷基苯磺酸和5wt％所选有机硅化合物的十一烷溶液且与传感器表面保持接触大约2分钟。用水和异丙醇冲洗Proton I芯片。经由Proton I芯片的端口施加5wt％DBSA的十一烷溶液，继而包括10mM NaOH的碱溶液。DBSA和NaOH处理重复三次。随后用水和异丙醇冲洗Proton I芯片。在不暴露于有机硅化合物的情况下，使用DBSA和NaOH处理三次形成对照。
使用ION Chef，根据标准协议，向Proton I芯片装载核酸珠粒。将Proton I芯片施加到Proton Sequencer且进行标准测试以测定缓冲、载量、信噪比、关键信号和q20平均测量值。
表.PDMS对性能的作用
MW PDMS 缓冲 载量(％) q20平均值
对照 88
750 71 90.0 163.0
900 69 89.7 165.0
1200 68 90.6 169.0
2000 67 90.2 171.0
3700 70
6000 64
经PDMS处理的Proton I芯片中的每一个展现相对于对照芯片改进的缓冲和q20平均值。另外，较低缓冲和改进的q20平均值一般跟随提高的PDMS分子量。
实施例3
经由Proton I芯片的端口施加包括5wt％PDMS的十一烷溶液且与传感器表面保持接触大约1分钟。经由Proton I芯片的端口施加包括十一烷和5wt％DBSA的第二溶液，从芯片冲洗第一溶液的至少一部分，且与传感器表面保持接触大约2分钟。用水和异丙醇冲洗Proton I芯片。施加包括10mM NaOH的碱溶液持续60秒。DBSA和NaOH处理重复三次。随后用水和异丙醇冲洗Proton I芯片。
使用ION Chef，根据标准协议，向Proton I芯片装载核酸珠粒。将Proton I芯片施加到Proton Sequencer且进行标准测试以测定缓冲、载量、信噪比、关键信号和q20平均测量值。
在第一方面中，一种处理包括多个传感器和隔离结构的传感器阵列的方法(其中多个传感器的一个传感器具有暴露在传感器阵列表面处的传感器垫，且隔离结构安置于传感器垫与多个传感器的其它传感器的传感器垫之间)包含使传感器垫和隔离结构暴露于包括有机硅化合物和第一非水性载体的非水性有机硅溶液；将包括有机酸和第二非水性载体的酸溶液施加到传感器垫；以及从传感器垫和隔离结构冲洗酸溶液。
在第一方面的一个实例中，有机硅化合物的一部分保留在隔离结构上。
在第二方面中，一种处理包括多个传感器和隔离结构的传感器阵列的方法(其中多个传感器的一个传感器具有暴露在传感器阵列表面处的传感器垫，且隔离结构安置于传感器垫与多个传感器的其它传感器的传感器垫之间)包含使至少传感器垫和隔离结构暴露于包括有机硅化合物、有机酸和有机溶剂的处理溶液；以及从传感器垫冲洗处理溶液。
在第三方面中，一种处理包括多个传感器的传感器阵列的方法(其中多个传感器的一个传感器包括传感器垫，井结构界定与传感器阵列对应的井阵列，井阵列的井使传感器垫暴露，盖子附着在传感器阵列和井结构上且包括流体端口，且在盖子与井结构之间界定空间)包含经由流体端口将处理溶液施加到空间中且等待30秒到30分钟的第一时间段，所述处理溶液包括有机硅化合物、酸和有机溶剂；经由流体端口将碱性溶液施加到空间中且等待20秒到15分钟的第二时间段；以及经由流体端口施加冲洗溶液。
在第三方面的一个实例中，所述方法进一步包括重复进行施加处理溶液、施加碱性溶液、和施加冲洗溶液。
在第四方面中，一种处理包括多个传感器的传感器阵列的方法(其中多个传感器的一个传感器包括传感器垫，井结构界定与传感器阵列对应的井阵列，且井阵列的井使传感器垫暴露)包含将处理溶液施加到至少传感器垫且等待30秒到30分钟的第一时间段，所述处理溶液包括有机硅化合物、酸和有机溶剂；用低沸点有机溶剂冲洗至少传感器垫；以及干燥传感器阵列。
在第四方面的一个实例中，所述方法进一步包括在用低沸点有机溶剂冲洗之后且在干燥之前用水冲洗。
在第四方面的另一实例和上述实例中，所述方法进一步包括将盖子附着在传感器阵列和井阵列上，所述盖子包括流体端口；界定于盖子与井阵列之间的空间与流体端口流体连通。
在第五方面中，通过上述方面和实例中的任一种的方法处理传感器装置。
在第六方面中，溶液包括0.001wt％到10.0wt％有机硅化合物，2.5wt％到5wt％十二烷基苯磺酸以及具有6到18个碳的非极性直链烷烃。
在第七方面中，试剂盒包括：核苷酸溶液，其包括至少一种核苷酸类型；聚合物粒子；以及处理溶液，其包括0.001wt％到10.0wt％有机硅化合物、0.5wt％到20wt％磺酸以及标准沸点在65℃到275℃范围内的有机溶剂。
在上述方面的另一实例和上述实例中，有机硅化合物包括用芳基、多芳基、烷基、烷氧基、卤基或氰基部分或其任何组合官能化的硅烷。举例来说，硅烷选自由以下组成的群组：苯基二甲基氯硅烷、叔丁基氯二苯基硅烷、氯三丙基硅烷、(N,N-二甲基氨基)三甲基-硅烷、三(三甲基甲硅烷基)硅烷、三乙基氯硅烷、3-氰基丙基二甲基氯-硅烷、氯三乙基硅烷、1,2-双(氯二甲基甲硅烷基)乙烷、三甲基甲硅烷基三荧光酮磺酸酯、三辛基硅烷、十二烷基二甲基氯硅烷、氯二甲基(2,3-二甲基丁烷-2-基)硅烷、三甲基氯硅烷、氯(氯甲基)二甲基硅烷、(2,3-二甲基丁烷-2-基)二甲基氯硅烷、三异丙基氯硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、氯三异丙基硅烷、乙酰氧基三甲基硅烷以及其组合。
在上述方面的另一实例和上述实例中，有机硅化合物包括聚硅氧烷，其包括芳基、二烷基或烷基氢单元或其组合。举例来说，芳基单元包括苯基烷基甲硅烷氧基单元。在一实例中，二烷基单元或烷基氢单元包括选自甲基、乙基、丙基、丁基部分以及其组合的烷基部分。在另一实例中，有机硅化合物包括选自由以下组成的群组的硅氧烷：烷基封端聚二甲基硅氧烷、氢化物封端聚二甲基硅氧烷、单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、二氯四甲基二硅氧烷、六甲基三硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、八甲基三硅氧烷以及其组合。
在上述方面的额外实例和上述实例中，有机硅化合物包括硅氮烷。
在上述方面的另一实例和上述实例中，有机硅化合物具有50Da到10000Da范围内的分子量。举例来说，分子量在100Da到8000Da范围内。在另一实例中，分子量在500Da到7000Da范围内。
在上述方面的另一实例和上述实例中，有机硅溶液包括0.001重量％到10.0重量％的量的有机硅化合物。举例来说，所述量在0.005重量％到5.0重量％范围内。
在上述方面的额外实例和上述实例中，有机硅溶液进一步包括铂化合物。
在上述方面的另一实例和上述实例中，有机酸包括磺酸。举例来说，磺酸包括烷基磺酸、烷基芳基磺酸或其组合。在一实例中，烷基芳基磺酸包括具有1到20个碳的烷基。在另一实例中，磺酸包括十二烷基苯磺酸。
在上述方面的另一实例和上述实例中，处理溶液包括0.5wt％到25wt％有机酸。
在上述方面的额外实例和上述实例中，第一或第二非水性载体为非极性的。
在上述方面的另一实例和上述实例中，第一或第二非水性载体具有36℃到345℃范围内的标准沸点。
在上述方面的另一实例和上述实例中，第一或第二非水性载体为具有6到24个碳的烷烃。
在上述方面的额外实例和上述实例中，所述方法进一步包括在使传感器垫暴露于处理溶液的同时，加热传感器垫、隔离结构和处理溶液。举例来说，加热包括在35℃到70℃范围内的温度下加热。
在上述方面的另一实例和上述实例中，暴露包括暴露30秒到30分钟范围内的时间段。
在上述方面的另一实例和上述实例中，所述方法进一步包括使至少传感器垫暴露于碱性溶液。举例来说，碱性溶液包括0.005M到1.5M氢氧化钠。在另一实例中，使至少传感器垫暴露于碱性溶液在使传感器垫暴露于处理溶液之后进行。在另一实例中，所述方法进一步包括重复进行使至少传感器垫暴露于酸溶液和使至少传感器垫暴露于碱性溶液。
在上述方面的额外实例和上述实例中，冲洗包括用可与水和第一或第二非水性载体混溶的冲洗有机溶剂冲洗。
在上述方面的另一实例和上述实例中，冲洗包括用标准沸点在25℃到100℃范围内的低沸点有机溶剂冲洗。在一实例中，低沸点有机溶剂包括醇。
在上述方面的另一实例和上述实例中，冲洗包括用水冲洗。
在上述方面的另一实例和上述实例中，有机硅化合物包括聚硅氧烷，其包括亲水性、极性或两亲性单元或其组合。
应注意，并非在上文一般描述或实例中所描述的所有活动都是需要的，一部分具体活动可能是不需要的，且除所述活动之外还可以执行一种或多种其它活动。再者，活动所列的次序未必是活动被执行的次序。
上述酸或碱的特定盐可具有活性，且可适用于上文所描述的方法中。盐包括上述酸或碱的碱金属盐或碱土金属盐，或四烷基铵盐。
在前文说明书中，已参考特定实施方式描述概念。然而，所属领域的一般技术人员了解，可以在不脱离如以下权利要求书中所阐述的本发明范围的情况下进行各种修改和改变。因此，说明书和图式应该以说明性而不是限制性意义来看待，且所有这些修改意欲包括在本发明范围内。
如本文所使用，术语“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它变化形式打算涵盖非排它性的包括。举例来说，包括列举特征的工艺、方法、物品或装置不一定仅限于那些特征，但可以包括没有明确列出或此类工艺、方法、物品或装置所固有的其它特征。另外，除非有明确的相反陈述，否则“或”是指包括性的或，而非排它性的或。举例来说，以下中的任一个均满足条件A或B：A是真(或存在)且B是假(或不存在)，A是假(或不存在)且B是真(或存在)，以及A和B都是真(或存在)。
同样，使用“一(一个，一种)(a/an)”是用来描述本文中描述的要素和组分。这样做仅是为方便起见和给出本发明范围的一般性意义。除非显而易见指的是其它情况，否则这种描述应该被解读为包括一(一个，一种)或至少一(一个，一种)，且单数也包括多个。
上文关于特定实施方式描述了益处、其它优势和问题的解决方案。然而，这些益处、优势、问题的解决方案以及任何可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更显著的特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键的、必要的或基本的特征。
在阅读本说明书之后，熟练的技术人员将了解，为了清楚起见，本文中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施方式中提供。相反，为了简洁起见，在单个实施方式的上下文中所描述的多种特征也可以单独地或以任何子组合形式提供。另外，提及以范围陈述的值包括在那个范围内的每一个值。

Claims (10)

1.半导体装置的处理方法，其包括：
使一系列溶液顺序地流动到布置在传感器阵列上的流动腔室中，其中这系列过程包括：
使所述传感器阵列与处理溶液接触，其中所述处理溶液包括烷烃溶剂中的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和磺酸的混合物；
通过冲洗溶液冲洗所述传感器阵列；和
评价半导体装置功能的测量结果。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述半导体装置功能的测量结果为信噪比(SNR)测量结果。
3.如权利要求1所述的方法，其中期望的SNR测量结果包括大于12的SNR测量结果。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述半导体装置功能的测量结果包括缓冲测量结果。
5.如权利要求4所述的方法，其中期望的缓冲测量结果为低于100的缓冲测量结果。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述半导体装置功能的测量结果包括关键信号测量结果。
7.如权利要求6所述的方法，其中期望的关键信号测量结果为大于90的关键信号测量结果。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述半导体装置功能的测量结果包括q20平均值测量结果。
9.如权利要求8所述的方法，其中期望的q20平均值测量结果为大于160的q20平均值测量结果。
10.半导体装置的处理方法，其包括：
使处理溶液流动到布置在传感器阵列上的流动腔室中，其中所述处理溶液包括烷烃溶剂中的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和磺酸的混合物；
使所述传感器阵列与所述处理溶液接触30秒至30分钟；
用碱溶液通过将碱溶液流动通过所述流动腔室而处理所述传感器阵列；和
通过将冲洗溶液流动通过所述流动腔室而冲洗所述传感器阵列。
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