Silizium-photonische Biosensoren mit monolithisch integrierter Mikrofluidik

Photonische Biosensoren aus Silizium sind vielversprechende Kandidaten für Lab-on-a-Chip-Lösungen. Ein Hindernis für ihren breiten Einsatz ist jedoch der komplexe Aufbau des Messsystems, welches optische, elektrische sowie mikrofluidische Verbindungen umfasst. Die aktuelle Weiterverarbeitung der photonischen Chips ist entweder komplex und teuer oder nicht für die Massenproduktion geeignet. Um dieses Problem zu lösen, stellen wir einen Ansatz vor, bei dem die Mikrofluidik von der Chiprückseite monolithisch integriert ist. Dies erlaubt eine kostengünstige und massenproduzierbare Weiterverarbeitung der Chips. Um einen vollständigen CMOS-Prozessfluss zu verwenden, wird lokales Rückseitenätzen verwendet, um den photonischen Sensor freizulegen. Auf diese Weise wurden vier photonische Biosensoren in einen Chip mit einer Fläche von 1 mm² integriert. Unsere experimentellen Ergebnisse zeigen die Machbarkeit der vorgeschlagenen monolithischen Integration der Mikrofluidik von der Chiprückseite, die aufgrund der Möglichkeiten zur Massenproduktion die weit verbreitete Verwendung von photonischen Biosensoren aus Silizium ermöglichen könnte.