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TWI837762B - 非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備 - Google Patents

非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備 Download PDF

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TWI837762B
TWI837762B TW111129949A TW111129949A TWI837762B TW I837762 B TWI837762 B TW I837762B TW 111129949 A TW111129949 A TW 111129949A TW 111129949 A TW111129949 A TW 111129949A TW I837762 B TWI837762 B TW I837762B
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Abstract

本發明公開一種非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備。所述光感應結構包含一基板、分別形成於所述基板相反側的一電極層與一光電層、及一絕緣層。所述光電層包含多個集極區塊、分別形成於多個所述集極區塊內的多個基極區塊、及分別對應多個所述基極區塊的多個射極區塊。每個所述射極區塊包含多個射極墊，其分別形成於相對應所述基極區塊內。每個所述基極區塊、相對應所述集極區塊、及相對應所述射極區塊共同構成一直立型電晶體。所述絕緣層覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體，每個所述射極墊一端裸露於所述絕緣層之外。

Description

非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備
本發明涉及一種分選裝置，尤其涉及一種非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備。
現有的生物微粒分選裝置可以通過施加電場的方式，來驅使目標生物微粒進行移動。然而，如何在不接觸目標生物微粒的情況下，使所述目標生物微粒更精準控制移動，使其能準確地沿著預定路線移動到預定目標區域，此為現有生物微粒分選裝置需被進一步改良與精進的方向。
於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備，其能有效地改善現有生物微粒分選裝置所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種生物微粒分選設備，用來從一液態檢體之中分選一目標生物微粒，所述生物微粒分選設備包括：一非接觸式分選裝置，包含有：一光感應結構，包含有：一第一基板；一第一電極層，形成於所述第一基板的一側；一光電層，形成於所述第一基板的另一側，並且所述光電層包含有：一集極層，形成於所述第一基板上；其中，所述集極層包含有間隔設置的多個集極區塊，並且遠離所述第一電極層的每個所述集極區塊一端形成有一第一槽狀部；多個基極區塊，分別形成於多個所述集極區塊的所述第一槽狀部內，並且遠離所述第一電極層的每個所述基極區塊一端形成有彼此間隔設置的多個第二槽狀部；及多個射極區塊，分別對應於多個所述基極區塊而形成；其中，每個所述射極區塊包含有多個射極墊，其分別形成於相對應所述基極區塊的多個所述第二槽狀部內；其中，任一個所述基極區塊、相對應的所述集極區塊、及相對應的所述射極區塊共同構成一直立型電晶體；及一絕緣層，覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體，並且遠離所述第一電極層的每個所述射極墊一端裸露於所述絕緣層之外；及一配合結構，與所述光感應結構呈間隔設置且至少其中一個呈透明狀，並且所述配合結構包含有一第二基板及形成於所述第二基板的一第二電極層，並且所述第二電極層面向所述光感應結構；以及一交流電源裝置，電性耦接於所述第一電極層與所述第二電極層；其中，當所述液態檢體位於所述非接觸式分選裝置的所述絕緣層與所述第二電極層之間時，所述非接觸式分選裝置的任一個所述直立型電晶體能用來供一光源照射，以使其能通過多個所述射極墊的分佈及其在所述液態檢體中產生非均勻的多個電場產生電場差，進而對所述目標生物微粒施予能驅使其移動的多道介電泳力。
本發明實施例也公開一種非接觸式分選裝置，用來從一液態檢體之中分選一目標生物微粒，所述非接觸式分選裝置包括：一光感應結構，包含有：一第一基板；一第一電極層，形成於所述第一基板的一側；一光電層，形成於所述第一基板的另一側，並且所述光電層包含有：一集極層，形成於所述第一基板上；其中，所述集極層包含有間隔設置的多個集極區塊，並且遠離所述第一電極層的每個所述集極區塊一端形成有一第一槽狀部；多個基極區塊，分別形成於多個所述集極區塊的所述第一槽狀部內，並且遠離所述第一電極層的每個所述基極區塊一端形成有彼此間隔設置的多個第二槽狀部；及多個射極區塊，分別對應於多個所述基極區塊而形成；其中，每個所述射極區塊包含有多個射極墊，其分別形成於相對應所述基極區塊的多個所述第二槽狀部內；其中，任一個所述基極區塊、相對應的所述集極區塊、及相對應的所述射極區塊共同構成一直立型電晶體；及一絕緣層，覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體，並且遠離所述第一電極層的每個所述射極墊一端裸露於所述絕緣層之外；以及一配合結構，與所述光感應結構呈間隔設置且至少其中一個呈透明狀，並且所述配合結構包含有一第二基板及形成於所述第二基板的一第二電極層，並且所述第二電極層面向所述光感應結構；其中，所述非接觸式分選裝置的所述絕緣層與所述第二電極層之間能用來容置所述液態檢體，以進行對應於所述目標生物微粒的一分選作業。
本發明實施例另公開一種非接觸式分選裝置的光感應結構，包括：一第一基板；一第一電極層，形成於所述第一基板的一側；一光電層，形成於所述第一基板的另一側，並且所述光電層包含有：一集極層，形成於所述第一基板上；其中，所述集極層包含有間隔設置的多個集極區塊，並且遠離所述第一電極層的每個所述集極區塊一端形成有一第一槽狀部；多個基極區塊，分別形成於多個所述集極區塊的所述第一槽狀部內，並且遠離所述第一電極層的每個所述基極區塊一端形成有彼此間隔設置的多個第二槽狀部；及多個射極區塊，分別對應於多個所述基極區塊而形成；其中，每個所述射極區塊包含有多個射極墊，其分別形成於相對應所述基極區塊的多個所述第二槽狀部內；其中，任一個所述基極區塊、相對應的所述集極區塊、及相對應的所述射極區塊共同構成一直立型電晶體；以及一絕緣層，覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體，並且遠離所述第一電極層的每個所述射極墊一端裸露於所述絕緣層之外。
綜上所述，本發明實施例所公開的非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備，其所採用的所述光電層具有特定的結構設計，使其利於以非接觸的光電耦合方式，來通過任一個所述直立型電晶體的多個所述射極墊產生多個電場及其衍生之電場差（類似於尖端放電的效果），進而能夠用來準確地移動（或捕捉）所述目標生物微粒至任意區域。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[實施例一]
請參閱圖1至圖8所示，其為本發明的實施例一。如圖1至圖3所示，本實施例公開一種生物微粒分選設備1000，用來從一液態檢體300之中分選一目標生物微粒301。也就是說，非用於生物微粒的任何分選設備皆不同於本實施例所指的所述生物微粒分選設備1000。
其中，所述液態檢體300可以是來自於動物的體液檢體（如：血液、淋巴液、唾液、或尿液），並且所述目標生物微粒301可以是特定種類的細胞，例如：循環腫瘤細胞（circulating tumor cells， CTC）、胎兒有核紅血球細胞（fetal nucleated red blood cells，FNRBC）、病毒、或細菌，但本發明不以上述為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述液態檢體300也可是來自植物的液態檢體。
再者，所述生物微粒分選設備1000於本實施例中包含有一非接觸式分選裝置100及電性耦接於所述非接觸式分選裝置100的一交流電源裝置200，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述非接觸式分選裝置100也可以被單獨地應用（如：販售）或搭配其他裝置使用。以下將先說明所述非接觸式分選裝置100的具體構造，而後再適時介紹其與所述交流電源裝置200的連接關係。
需先說明的是，所述非接觸式分選裝置100於本實施例中為晶片級尺寸（如：所述非接觸式分選裝置100的厚度不大於100微米），並且所述非接觸式分選裝置100於圖中是以矩形狀結構來說明，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述非接觸式分選裝置100也可以呈曲線形構造、或不規則狀結構。
進一步地說，所述非接觸式分選裝置100於本實施例中包含有一光感應結構1、與所述光感應結構1呈間隔設置的一配合結構2、及連接於所述光感應結構1與所述配合結構2之間的一貼合層3。其中，為便於說明，所述配合結構2於本實施例中是呈透明狀，但所述配合結構2與所述光感應結構1於實際應用時可以是至少其中一個呈透明狀，據以使所述非接觸式分選裝置100被正常操作。
如圖2至圖4所示，所述光感應結構1包含有一第一基板11、形成於所述第一基板11一側（如：底側）的一第一電極層12、形成於所述第一基板11另一側（如：頂側）的一光電層13、及覆蓋於部分所述光電層13的一絕緣層14。其中，所述第一基板11於本實施例中可以是一矽基板且較佳為一低摻雜N型層，而所述第一電極層12則是可以覆蓋於所述第一基板11的整個所述底側，並且所述第一電極層12較佳是一薄導電金屬層或是一氧化銦錫（ITO）層。
所述光電層13於本實施例中包含有形成於所述第一基板11上的一集極層131（collector layer）、形成於所述集極層131內的多個基極區塊1321（base region）、及分別形成於多個所述基極區塊1321內的多個射極區塊1331（emitter region）。換個角度來看，所述集極層131為一N型層；多個所述基極區塊1321相較於所述第一電極層12位於相同高度並共同定義為一基極層132，並且所述基極層132為一P型層；多個所述射極區塊1331相較於所述第一電極層12位於相同高度並共同定義為一射極層133，並且所述射極層133為一重摻雜N型層。
更詳細地說，所述集極層131於本實施例中包含有形成於所述第一基板11上的一連接層1311、及形成於所述連接層1311上且彼此間隔設置的多個集極區塊1312。其中，遠離所述第一電極層12的每個所述集極區塊1312一端（如：頂端）形成有一第一槽狀部1313。
需說明的是，多個所述集極區塊1312於本實施例中是通過所述連接層1311而彼此電性耦接，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述集極層131可以依據設計需求而省略所述連接層1311，並且多個所述集極區塊1312直接形成於所述第一基板11上，所述第一基板11則可以是一低摻雜N型層，據以使所述第一基板11能夠和所述集極層131共同作為一集極（collector）使用。
多個所述基極區塊1321分別形成於多個所述集極區塊1312的所述第一槽狀部1313內（也就是，每個所述集極區塊1312的內側形成有一個所述基極區塊1321），並且遠離所述第一電極層12的每個所述基極區塊1321一端（如：頂端）形成有彼此間隔設置的多個第二槽狀部1322。
再者，多個所述射極區塊1331分別對應於多個所述基極區塊1321而形成（也就是，每個所述基極區塊1321的內側形成有一個所述射極區塊1331）。其中，每個所述射極區塊1331包含有多個射極墊1332，其分別形成於相對應所述基極區塊1321的多個所述第二槽狀部1322內。
依上所述，任一個所述基極區塊1321、相對應的所述集極區塊1312、及相對應的所述射極區塊1331共同構成一直立型電晶體130。所述絕緣層14於本實施例中為一氮化矽層或一氧化矽層，但不以此為限；其中，所述絕緣層14覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體130，並且遠離所述第一電極層12的每個所述射極墊1332一端（如：頂端）裸露於所述絕緣層14之外。也就是說，所述絕緣層14可以是覆蓋於所述連接層1311及每個所述直立型電晶體130的環側面。
進一步地說，所述絕緣層14與多個所述直立型電晶體130之間的配置關係可依據設計需求而加以調整變化，所以本實施例於下述僅列出兩種可行的構造，但本發明不受限於此。
如圖4所示，任兩個相鄰的所述直立型電晶體130之間被所述絕緣層14所填滿，並且所述絕緣層14形成有分別對應於多個所述直立型電晶體130的多個開口141（如：任一個所述開口141的外型對應於所述集極區塊1312的所述一端），以使每個所述直立型電晶體130的多個所述射極墊1332的所述一端自相對應的一個所述開口141裸露於所述絕緣層14之外。
或者，如圖5所示，任兩個相鄰的所述直立型電晶體130之間被所述絕緣層14所填滿，並且所述絕緣層14形成有分別對應於多個所述射極墊1332的多個開口142（如：任一個所述開口142的外型對應於所述射極墊1332的所述一端），以使每個所述射極墊1332的所述一端自相對應的一個所述開口142裸露於所述絕緣層14之外。需額外說明的是，所述絕緣層14於本實施例中包含有位於多個所述直立型電晶體130側邊的一第一絕緣層14a、及形成於所述第一絕緣層14a頂緣且突出高於多個所述直立型電晶體130的一第二絕緣層14b，並且所述第一絕緣層14a與所述第二絕緣層14b可以依據設計需求而採用相同材質或是不同材質所形成，本發明在此不加以限制。
需先說明的是，基於多個所述直立型電晶體130於本實施例中是採用大致相同的構造，所以為便於說明，以下僅介紹其中一個所述直立型電晶體130的結構，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，多個所述直立型電晶體130的構造也可以彼此略有差異。
於本實施例中，所述集極區塊1312的所述一端、所述基極區塊1321的所述一端、及每個所述射極墊1332的所述一端較佳是彼此呈共平面設置，並且任一個所述射極墊1332的寬度需大於其厚度T1332，而相鄰的任兩個所述射極墊1332之間的間距需小於5微米（μm），但本發明不以此為限。此外，所述基極區塊1321的厚度T1321為所述集極區塊1312的厚度T1312的15%～35%，並且任一個所述射極墊1332的所述厚度T1332為所述基極區塊1321的所述厚度T1321的5%～20%，但本發明不以此為限。
再者，當以所述目標生物微粒301的角度來看時，所述非接觸式分選裝置100之中的任何細微變化都會對所述目標生物微粒301產生顯著的影響，因而本實施例中於下述說明中，提出所述直立型電晶體130的多個所述射極墊1332的尺寸配置與多種排列方式，據以利於能夠以較漸進式電場差分選所述目標生物微粒301，但本發明不以此為限。
如圖4至圖7所示，於本實施例的所述直立型電晶體130之中，多個所述射極墊1332包含有沿著一內環形路徑P1進行配置的至少一個第一墊1332a、位於所述內環形路徑P1內側的一中心墊1332d、沿著一外環形路徑P2進行配置的至少一個第二墊1332b、及沿著一擴增環形路徑P3進行配置的至少一個第三墊1332c。其中，所述外環形路徑P2圍繞於所述內環形路徑P1之外，而所述擴增環形路徑P3位於所述內環形路徑P1與所述外環形路徑P2之間，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述中心墊1332d及/或至少一個所述第三墊1332c也可以依據設計需求而省略；或者，所述內環形路徑P1與所述外環形路徑P2之間設有至少兩條所述擴增環形路徑P3。
進一步地說，所述中心墊1332d的寬度W1332d、至少一個所述第一墊1332a的寬度W1332a、及至少一個所述第二墊1332b的寬度W1332b彼此不同，並且至少一個所述第三墊1332c的寬度W1332c介於所述第一墊1332a的所述寬度W1332a以及至少一個所述第二墊1332b的所述寬度W1332b之間。而於本實施例中，多個所述射極墊1332的寬度較佳是由所述外環形路徑P2朝向所述中心墊1332d的方向逐漸地縮小；也就是說，多個所述射極墊1332依其寬度，由大至小排列如下：所述第二墊1332b、所述第三墊1332c、所述第一墊1332a、及所述中心墊1332d。
此外，至少一個所述第一墊1332a、至少一個所述第二墊1332b、及至少一個所述第三墊1332c的具體配置數量與外型可依據設計需求而加以調整變化，所以下述僅列舉其中三種可行的態樣，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，至少一個所述第一墊1332a、至少一個所述第二墊1332b、及至少一個所述第三墊1332c的具體配置數量與外型也可以是下述三種態樣的交錯混和搭配。
如圖5和圖6所示的所述直立型電晶體130之中，至少一個所述第一墊1332a的數量、至少一個所述第二墊1332b的數量、及至少一個所述第三墊1332c的數量各為單個且呈環形（如：方環狀或圓環狀）。
如圖7所示的所述直立型電晶體130之中，至少一個所述第一墊1332a的數量、至少一個所述第二墊1332b的數量、及至少一個所述第三墊1332c的數量各為多個且呈方形（此形狀可依需求而加以變化）。其中，多個所述第一墊1332a的數量小於多個所述第二墊1332b的所述數量，多個所述第三墊1332c的數量也小於多個所述第二墊1332b的所述數量。再者，所述中心墊1332d呈方形且定義有兩條對角線，並且於任一條所述對角線上配置有分別位於所述中心墊1332d相反兩側的兩個所述第一墊1332a、分別位於所述中心墊1332d相反兩側的兩個所述第二墊1332b、及分別位於所述中心墊1332d相反兩側的兩個所述第三墊1332c，但不以此為限。
如圖2至圖4所示，所述配合結構2包含有一第二基板21及形成於所述第二基板21的一第二電極層22，並且所述第二電極層22面向所述光感應結構1。所述貼合層3連接於所述光感應結構1與所述配合結構2之間（如：所述貼合層3連接於所述絕緣層14與所述第二電極層22之間），以共同包圍界定出一容置空間C。 其中，所述非接觸式分選裝置100的所述絕緣層14與所述第二電極層22之間（如：所述容置空間C）能用來容置所述液態檢體300，以進行對應於所述目標生物微粒301的一分選作業。
更詳細地說，所述配合結構2與所述貼合層3的至少其中之一形成有分別連通於所述容置空間C兩端的一輸入口E與一輸出口O（如：圖2和圖3）；所述非接觸式分選裝置100能於所述輸入口E注入所述液態檢體300、並使所述液態檢體300於所述輸出口O流出。
需額外說明的是，所述非接觸式分選裝置100於本實施例中是以所述光感應結構1搭配於所述配合結構2及所述貼合層3來說明，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述非接觸式分選裝置100可以通過其他結構取代所述貼合層3；或者，所述光感應結構1也可以被單獨地應用（如：販售）或搭配其他裝置使用。
所述交流電源裝置200電性耦接於所述非接觸式分選裝置100的所述第一電極層12與所述第二電極層22。其中，當所述液態檢體300位於所述非接觸式分選裝置100的所述絕緣層14與所述第二電極層22之間時，所述非接觸式分選裝置100的任一個所述直立型電晶體130能用來供一光源P照射，以使其能通過多個所述射極墊1332的分佈及其在所述液態檢體300產生非均勻的多個電場，進而產生電場差，據以能夠對所述目標生物微粒301施予能驅使其移動的多道介電泳（dielectrophoresis，DEP）力。
依上所述，所述生物微粒分選設備1000（或所述非接觸式分選裝置100）於本實施例中所採用的所述光電層13具有特定的結構設計，使其利於以非接觸的光電耦合方式，來通過任一個所述直立型電晶體130的多個所述射極墊1332產生多個電場及其衍生之電場差（類似於尖端放電的效果），進而能夠用來準確地移動（或捕捉）所述目標生物微粒301至任意區域。
[實施例二]
請參閱圖9至圖12所示，其為本發明的實施例二。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異大致說明如下：
於本實施例的每個所述直立型電晶體130之中，多個所述射極墊1332的寬度由所述外環形路徑P2朝向所述中心墊1332d的方向逐漸地增加。也就是說，多個所述射極墊1332依其寬度，由小至大排列如下：所述第二墊1332b、所述第三墊1332c、所述第一墊1332a、及所述中心墊1332d。
[實施例三]
請參閱圖13和圖14所示，其為本發明的實施例三。由於本實施例類似於上述實施例一和二，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一和二的差異大致說明如下：
於本實施例中，所述絕緣層14於任兩個相鄰的所述直立型電晶體130之間留有間隙，以構成區隔多個所述直立型電晶體130的一圖案化溝槽143。也就是說，所述絕緣層14可以是覆蓋於所述連接層1311及每個所述直立型電晶體130的環側面。
據此，所述生物微粒分選設備（未標示）於本實施例中通過所述光感應結構1所形成的仿生架構，據以有助於刺激位於其上的所述目標生物微粒（圖中未示出），進而符合所述目標生物微粒的培養需求。例如：多個所述直立型電晶體130彼此間隔配置，並且所述絕緣層14形成有所述圖案化溝槽143，據以和多個所述直立型電晶體130共同構成利於所述目標生物微粒生長的環境（如：凹凸起伏環境）。
[本發明實施例的技術效果]
綜上所述，本發明實施例所公開的非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備，其所採用的所述光電層具有特定的結構設計，使其利於以非接觸的光電耦合方式，來通過任一個所述直立型電晶體的多個所述射極墊產生多個電場及其衍生之電場差（類似於尖端放電的效果），進而能夠用來準確地移動（或捕捉）所述目標生物微粒至任意區域。
再者，本發明實施例所公開的非接觸式分選裝置與其光感應結構、及生物微粒分選設備，其能依據設計需求而變更所述直立型電晶體的多個所述射極墊的尺寸配置與排列方式（如：多個所述射極墊的寬度由所述外環形路徑朝向所述中心墊的方向逐漸地縮小或增加），以使所述電場差呈漸進式分佈，據以利於能夠以較低外力分選所述目標生物微粒。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。
1000：生物微粒分選設備 100：非接觸式分選裝置 1：光感應結構 11：第一基板 12：第一電極層 13：光電層 130：直立型電晶體 131：集極層 1311：連接層 1312：集極區塊 1313：第一槽狀部 132：基極層 1321：基極區塊 1322：第二槽狀部 133：射極層 1331：射極區塊 1332：射極墊 1332a：第一墊 1332b：第二墊 1332c：第三墊 1332d：中心墊 14：絕緣層 14a：第一絕緣層 14b：第二絕緣層 141：開口 142：開口 143：圖案化溝槽 2：配合結構 21：第二基板 22：第二電極層 3：貼合層 200：交流電源裝置 C：容置空間 E：輸入口 O：輸出口 P1：內環形路徑 P2：外環形路徑 P3：擴增環形路徑 T1312、T1321、T1332：厚度 W1332a、W1332b、W1332c、W1332d：寬度 300：液態檢體 301：目標生物微粒 P：光源
圖1為本發明實施例一的生物微粒分選設備的立體示意圖。
圖2為圖1的生物微粒分選設備於實際運用時的立體剖視示意圖。
圖3為圖1沿剖線III-III的剖視示意圖。
圖4為圖3的區域IV的放大示意圖。
圖5為圖4另一態樣的示意圖。
圖6為圖4之中的其中一個直立型電晶體的俯視示意圖。
圖7為圖6的直立型電晶體另一態樣的俯視示意圖。
圖8為圖6的直立型電晶體又一態樣的俯視示意圖。
圖9為本發明實施例二的光感應結構的剖視放大示意圖。
圖10為圖9之中的其中一個直立型電晶體的俯視示意圖。
圖11為圖10的直立型電晶體另一態樣的俯視示意圖。
圖12為圖10的直立型電晶體又一態樣的俯視示意圖。
圖13為本發明實施例三的光感應結構的剖視放大示意圖。
圖14為本發明實施例三的光感應結構另一態樣的剖視放大示意圖。
1：光感應結構 11：第一基板 12：第一電極層 13：光電層 130：直立型電晶體 131：集極層 1311：連接層 1312：集極區塊 1313：第一槽狀部 132：基極層 1321：基極區塊 1322：第二槽狀部 133：射極層 1331：射極區塊 1332：射極墊 14：絕緣層 141：開口 C：容置空間 T1312、T1321、T1332：厚度

Claims (19)

  1. 一種生物微粒分選設備，用來從一液態檢體之中分選一目標生物微粒，所述生物微粒分選設備包括：一非接觸式分選裝置，包含有：一光感應結構，包含有：一第一基板；一第一電極層，形成於所述第一基板的一側；一光電層，形成於所述第一基板的另一側，並且所述光電層包含有：一集極層(collector layer)，形成於所述第一基板上；其中，所述集極層包含有間隔設置的多個集極區塊，並且遠離所述第一電極層的每個所述集極區塊一端形成有一第一槽狀部；多個基極區塊(base region)，分別形成於多個所述集極區塊的所述第一槽狀部內，並且遠離所述第一電極層的每個所述基極區塊一端形成有彼此間隔設置的多個第二槽狀部；及多個射極區塊(emitter region)，分別對應於多個所述基極區塊而形成；其中，每個所述射極區塊包含有多個射極墊，其分別形成於相對應所述基極區塊的多個所述第二槽狀部內；其中，任一個所述基極區塊、相對應的所述集極區塊、及相對應的所述射極區塊共同構成一直立型電晶體；及一絕緣層，覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體，並且遠離所述第一電極層的每個所述射極墊一端裸露於所述絕緣層之外；及一配合結構，與所述光感應結構呈間隔設置且至少其中一 個呈透明狀，並且所述配合結構包含有一第二基板及形成於所述第二基板的一第二電極層，並且所述第二電極層面向所述光感應結構；以及一交流電源裝置，電性耦接於所述第一電極層與所述第二電極層；其中，當所述液態檢體位於所述非接觸式分選裝置的所述絕緣層與所述第二電極層之間時，所述非接觸式分選裝置的任一個所述直立型電晶體能用來供一光源照射，以使其能通過多個所述射極墊的分佈及其在所述液態檢體產生非均勻的多個電場產生電場差，進而對所述目標生物微粒施予能驅使其移動的多道介電泳(dielectrophoresis，DEP)力；其中，於每個所述直立型電晶體之中，多個所述射極墊包含有沿著一內環形路徑進行配置的至少一個第一墊、及沿著一外環形路徑進行配置的至少一個第二墊，並且所述外環形路徑圍繞於所述內環形路徑之外；其中，至少一個所述第一墊的寬度不同於至少一個所述第二墊的寬度。
  2. 如請求項1所述的生物微粒分選設備，其中，於每個所述直立型電晶體之中，多個所述射極墊包含有沿著一擴增環形路徑進行配置的至少一個第三墊，並且所述擴增環形路徑位於所述內環形路徑與所述外環形路徑之間，至少一個所述第三墊的寬度介於所述第一墊的所述寬度以及至少一個所述第二墊的所述寬度之間。
  3. 如請求項2所述的生物微粒分選設備，其中，於每個所述直立型電晶體之中，至少一個所述第一墊的數量、至少一個所述第二墊的數量、及至少一個所述第三墊的數量各為單個且 呈環形。
  4. 如請求項2所述的生物微粒分選設備，其中，於每個所述直立型電晶體之中，至少一個所述第一墊的數量、至少一個所述第二墊的數量、及至少一個所述第三墊的數量各為多個，並且多個所述第一墊的數量小於多個所述第二墊的所述數量，多個所述第三墊的數量也小於多個所述第二墊的所述數量。
  5. 如請求項1所述的生物微粒分選設備，其中，於每個所述直立型電晶體之中，多個所述射極墊包含有位於所述內環形路徑內側的一中心墊，而多個所述射極墊的寬度由所述外環形路徑朝向所述中心墊的方向逐漸地縮小或增加，用以使所述電場差呈漸進式分佈。
  6. 如請求項5所述的生物微粒分選設備，其中，於每個所述直立型電晶體之中，所述中心墊呈方形且定義有兩條對角線，至少一個所述第一墊的數量及至少一個所述第二墊的數量各為多個，並且於任一條所述對角線上配置有分別位於所述中心墊相反兩側的兩個所述第一墊、及分別位於所述中心墊相反兩側的兩個所述第二墊。
  7. 如請求項1所述的生物微粒分選設備，其中，於每個所述直立型電晶體之中，所述集極區塊的所述一端、所述基極區塊的所述一端、及每個所述射極墊的所述一端彼此呈共平面設置。
  8. 如請求項1所述的生物微粒分選設備，其中，於每個所述直 立型電晶體中，每個所述射極墊的寬度大於其厚度，並且相鄰的任兩個所述射極墊之間的間距小於5微米(μm)。
  9. 如請求項1所述的生物微粒分選設備，其中，任兩個相鄰的所述直立型電晶體之間被所述絕緣層所填滿，並且所述絕緣層形成有分別對應於多個所述直立型電晶體的多個開口，以使每個所述直立型電晶體的多個所述射極墊的所述一端自相對應的一個所述開口裸露於所述絕緣層之外。
  10. 如請求項1所述的生物微粒分選設備，其中，任兩個相鄰的所述直立型電晶體之間被所述絕緣層所填滿，並且所述絕緣層形成有分別對應於多個所述射極墊的多個開口，以使每個所述射極墊的所述一端自相對應的一個所述開口裸露於所述絕緣層之外。
  11. 如請求項1所述的生物微粒分選設備，其中，所述絕緣層於任兩個相鄰的所述直立型電晶體之間留有間隙，以構成區隔多個所述直立型電晶體的一圖案化溝槽。
  12. 如請求項11所述的生物微粒分選設備，其中，所述集極層包含有形成於所述第一基板上的一連接層，並且多個所述集極區塊形成於所述連接層上。
  13. 一種非接觸式分選裝置，用來從一液態檢體之中分選一目標生物微粒，所述非接觸式分選裝置包括：一光感應結構，包含有：一第一基板； 一第一電極層，形成於所述第一基板的一側；一光電層，形成於所述第一基板的另一側，並且所述光電層包含有：一集極層，形成於所述第一基板上；其中，所述集極層包含有間隔設置的多個集極區塊，並且遠離所述第一電極層的每個所述集極區塊一端形成有一第一槽狀部；多個基極區塊，分別形成於多個所述集極區塊的所述第一槽狀部內，並且遠離所述第一電極層的每個所述基極區塊一端形成有彼此間隔設置的多個第二槽狀部；及多個射極區塊，分別對應於多個所述基極區塊而形成；其中，每個所述射極區塊包含有多個射極墊，其分別形成於相對應所述基極區塊的多個所述第二槽狀部內；其中，任一個所述基極區塊、相對應的所述集極區塊、及相對應的所述射極區塊共同構成一直立型電晶體；及一絕緣層，覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體，並且遠離所述第一電極層的每個所述射極墊一端裸露於所述絕緣層之外；以及一配合結構，與所述光感應結構呈間隔設置且至少其中一個呈透明狀，並且所述配合結構包含有一第二基板及形成於所述第二基板的一第二電極層，並且所述第二電極層面向所述光感應結構；其中，所述非接觸式分選裝置的所述絕緣層與所述第二電極層之間能用來容置所述液態檢體，以進行對應於所述目標生物微粒的一分選作業； 其中，於每個所述直立型電晶體之中，多個所述射極墊包含有沿著一內環形路徑進行配置的至少一個第一墊、及沿著一外環形路徑進行配置的至少一個第二墊，並且所述外環形路徑圍繞於所述內環形路徑之外；其中，至少一個所述第一墊的寬度不同於至少一個所述第二墊的寬度。
  14. 如請求項13所述的非接觸式分選裝置，其中，於每個所述直立型電晶體之中，至少一個所述第一墊的數量為多個，至少一個所述第二墊的數量為多個，多個所述射極墊包含有位於所述內環形路徑內側的一中心墊、及沿著一擴增環形路徑進行配置的多個第三墊，而所述擴增環形路徑位於所述內環形路徑與所述外環形路徑之間，多個所述射極墊的寬度由所述外環形路徑朝向所述中心墊的方向逐漸地縮小或增加。
  15. 如請求項14所述的非接觸式分選裝置，其中，於每個所述直立型電晶體之中，所述中心墊呈方形且定義有兩條對角線，並且於任一條所述對角線上配置有分別位於所述中心墊相反兩側的兩個所述第一墊、分別位於所述中心墊相反兩側的兩個所述第二墊、及分別位於所述中心墊相反兩側的兩個所述第三墊。
  16. 如請求項13所述的非接觸式分選裝置，其中，於每個所述直立型電晶體之中，至少一個所述第一墊的數量為一個且呈環形，至少一個所述第二墊的數量為一個且呈環形，多個所述射極墊包含有所述第一墊內側的一中心墊、及呈環形且位於所述第一墊與所述第二墊之間的一第三墊；其中，多個所述射極墊的寬度由所述外環形路徑朝向所述中心墊的方向逐漸 地縮小或增加。
  17. 一種非接觸式分選裝置的光感應結構，包括：一第一基板；一第一電極層，形成於所述第一基板的一側；一光電層，形成於所述第一基板的另一側，並且所述光電層包含有：一集極層，形成於所述第一基板上；其中，所述集極層包含有間隔設置的多個集極區塊，並且遠離所述第一電極層的每個所述集極區塊一端形成有一第一槽狀部；多個基極區塊，分別形成於多個所述集極區塊的所述第一槽狀部內，並且遠離所述第一電極層的每個所述基極區塊一端形成有彼此間隔設置的多個第二槽狀部；及多個射極區塊，分別對應於多個所述基極區塊而形成；其中，每個所述射極區塊包含有多個射極墊，其分別形成於相對應所述基極區塊的多個所述第二槽狀部內；其中，任一個所述基極區塊、相對應的所述集極區塊、及相對應的所述射極區塊共同構成一直立型電晶體；以及一絕緣層，覆蓋且分隔所述多個所述直立型電晶體，並且遠離所述第一電極層的每個所述射極墊一端裸露於所述絕緣層之外；其中，於每個所述直立型電晶體之中，多個所述射極墊包含有沿著一內環形路徑進行配置的至少一個第一墊、及沿著一外環形路徑進行配置的至少一個第二墊，並且所 述外環形路徑圍繞於所述內環形路徑之外；其中，至少一個所述第一墊的寬度不同於至少一個所述第二墊的寬度。
  18. 如請求項17所述的非接觸式分選裝置的光感應結構，其中，於每個所述直立型電晶體之中，所述集極區塊的所述一端、所述基極區塊的所述一端、及每個所述射極墊的所述一端彼此呈共平面設置，並且每個所述射極墊的寬度大於其厚度，而相鄰的任兩個所述射極墊之間的間距小於5微米。
  19. 如請求項17所述的非接觸式分選裝置的光感應結構，其中，多個所述基極區塊相較於所述第一電極層位於相同高度並共同定義為一基極層，並且多個所述射極區塊相較於所述第一電極層位於相同高度並共同定義為一射極層；其中，所述集極層為一N型層，所述基極層為一P型層，並且所述射極層為一重摻雜N型層。
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