KR100455283B1 - Molecular detection chip including MOSFET fabricated in the sidewall of molecular flux channel, molecular detection apparatus having the same, fabrication method for the same, and method for molecular detection using the molecular detection apparatus - Google Patents

Molecular detection chip including MOSFET fabricated in the sidewall of molecular flux channel, molecular detection apparatus having the same, fabrication method for the same, and method for molecular detection using the molecular detection apparatus Download PDF

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KR100455283B1 KR20010021752A KR20010021752A KR100455283B1 KR 100455283 B1 KR100455283 B1 KR 100455283B1 KR 20010021752 A KR20010021752 A KR 20010021752A KR 20010021752 A KR20010021752 A KR 20010021752A KR 100455283 B1 KR100455283 B1 KR 100455283B1
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Abstract

PURPOSE: Provided are a chip for detecting material, a device for detecting material containing the same, a producing method thereof, and a method for detecting material using the same, thereby high integration of a sensor can be possible, a probe can be stably adhered on the chip, and the adherence of the probe can be easily confirmed in situ, so that various target materials can be detected using various probes. CONSTITUTION: The chip for detecting material comprises: a semi-conductive board(100); a microline(105) which is formed on the surface of the semi-conductive board(100) and is the pathway of a material; and MOSFET formed on the side wall of the microline, wherein the gate electrode(150G) of MOSFET is made from gold thin film; a material probe having thiol group is adhered on the surface of the gate electrode of MOSFET by a self assembled monolayer method; and the material is a nucleic acid, protein, an enzyme substrate, a supplemental factor or an oligosaccharide.

Description

물질 유로의 측벽에 형성된 MOSFET으로 이루어진 물질 검출용 칩, 이를 포함하는 물질 검출 장치, 이의 제조 방법 및 물질 검출 장치를 이용한 물질 검출 방법{Molecular detection chip including MOSFET fabricated in the sidewall of molecular flux channel, molecular detection apparatus having the same, fabrication method for the same, and method for molecular detection using the molecular detection apparatus} Material detecting apparatus, the material detection method using a manufacturing method thereof, and a material detecting device including for materials made of a MOSFET formed on the side wall of the material flow path detection chip, this {Molecular detection chip including MOSFET fabricated in the sidewall of molecular flux channel, molecular detection having the same apparatus, fabrication method for the same, and method for molecular detection using the molecular detection apparatus}

본 발명은 물질 검출용 칩, 이를 포함하는 물질 검출 장치, 이의 제조 방법 및 물질 검출 장치를 이용한 물질 검출 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substance detection apparatus, the material detection method using a method for their preparation and material detecting apparatus comprising detection chip material, for this.

지놈 프로젝트의 완성으로 인간의 DNA 서열이 알려짐에 따라 각 유전자의 기능 및 이들에 의해 코딩된 단백질 등에 대한 연구가 더욱 활발해지면서 바이오 물질을 용이하게 검출할 수 있는 바이오센서에 대한 필요성이 증대되고 있다. Study in the completion of the genome project, etc. The human DNA sequence is encoded by the function, and their respective gene according to known proteins As more hwalbalhae there is increasing need for a biosensor that can easily detect biomaterials.

전기적인 신호를 사용하여 바이오 물질을 검출할 수 있는 바이오센서는 미국 특허 번호 제4,238,757호, 제4,777,019호, 제5,431,883호 및 제5,827,482호 등에 개시되어 있다. Biosensors that can detect biomaterials using an electric signal are disclosed in U.S. Patent Nos. 4,238,757, 1 - No. 4,777,019, No. 5,431,883 and No. 5,827,482, etc. arc. 미국 특허 4,238,757호는 특정한 항체에 대해서 반응하는 항원을 구비하도록 설계된 일반적인 소오스와 드레인으로 구성된 FET에 대해서 개시하고 있다. U.S. Patent 4,238,757 discloses for the configured common source and drain are designed to have a reaction to an antigen for a particular antibody FET. 이 FET를 사용하여 드레인 전류의 변화를 시간에 따라 관찰하여 용액 속 항원의 농도를 측정한다. Using this FET observing a change in a drain current with time is measured, the concentration of antigen in solution.

미국 특허 4,777,019호는 소오스와 드레인 영역에 도핑이 되어 있고, 게이트가 소오스와 드레인 영역에 걸쳐져서 형성되어 있으며, 측정하고자 하는 뉴클레오타이드에 대해 상보적인 뉴클레오타이드가 게이트 위에 결합된 형태의 FET에 대해서 개시하고 있다. U.S. Patent 4,777,019 discloses and is doped in the source and drain regions, and a gate is formed so over the source and drain regions, it discloses with respect to the form of a FET coupled the complementary nucleotide on the gate for a nucleotide to be measured .

미국 특허 5,431,883호는 화학적 시편과 반응하여 전도성으로 바뀌는 성질을 가진 유기절연물질인 프탈로시아닌 (phthalocyanin) 박막이 게이트와 드레인을 연결하는 구조의 FET에 대해서 개시하고 있다. U.S. Patent 5,431,883 discloses for a FET of the structure for connecting the sample and the chemical reaction of an organic insulating material having a property change of a conductive phthalocyanine (phthalocyanin) thin film and a gate and a drain.

미국 특허 5,827,482호는 각기 다른 결합의 감도를 증대시킬 수 있도록 게이트에 분자 수용체가 결합되어 있는 FET 두 개가 병렬로 연결된 바이오센서에 대해서 개시하고 있다. U.S. Patent No. 5,827,482 has disclosed two each FET coupled receptor molecules to the gate so as to increase the sensitivity of the dogs with respect to other coupled biosensor connected in parallel.

그런데, 현재까지 알려진 바이오 센서는 모두 통상적인 FET, 즉 기판 표면에 소오스, 드레인 및 채널층이 형성된 평면적인 FET로 구성되어 있어서 센서의 고집적화에 한계가 있다. However, the biosensors currently known are all conventional FET, i.e., in a planar FET comprises a source, a drain, and a channel layer is formed on the surface of the substrate limit the degree of integration of the sensor. 또, 바이오 물질 프로브를 특정영역에만 선택적으로 부착시키기 어렵기 때문에 FET 제작 시 별도의 제작 장치를 사용하여 프로브를 FET에 결합시켜야 한다. In addition, the probe bio-materials because it is difficult to selectively adhere to only a specific area using a separate manufacturing apparatus during production FET must bond the probe on the FET. 그러나 이렇게 부착시킨 프로브들은 부착력이 약하기 때문에 타깃 분자의 결합을 높은 감도로 측정할 수 없는 단점이 있다. However, this attachment which probes has a drawback that can not be measured the binding of the target molecule with a higher sensitivity because of weak adhesive force. 그리고, 프로브를 결합시키고 결합 여부를 확인하는데 상당 시간이 소요되므로 타깃 분자를 검출해내기까지 소요되는 시간이 오래 걸린다. And, it takes a long time to bond the probe and therefore a substantial time required to determine whether the binding to bet to detect the target molecules.

따라서 센서의 고집적화가 용이하고, 프로브를 단단하게 부착시킬 수 있으며, 그 부착 여부를 쉽게 인-시츄로 확인할 수 있고, 타깃 분자의 결합을 높은 감도로 측정할 수 있는 새로운 바이오센서에 대한 필요성이 증대하고 있다. Therefore, the degree of integration of the sensor easy, and can be tightly attached to the probe, the attachment whether easy in-can be found in situ, there is a need for the binding of target molecules to a new biosensor that can be measured with high sensitivity increasing and.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고집적화가 용이하고, 프로브의 결합 및 타깃 분자의 결합을 인-시츄로 단시간에 확인할 수 있는 물질 검출용 칩을 제공하는 것이다. The present invention has high integration is easy, and the binding of the binding of the probe and the target molecule is - to provide a substance detection chip to check in a short period of time in situ.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 물질 검출용 칩을 포함하는 물질 검출 장치를 제공하는 것이다. The present invention is to provide a substance detection apparatus comprising the substance detection chip.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 물질 검출용 칩의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a chip for detecting substances.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 물질 검출 장치를 사용하여 물질을 검출하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of using the material detection device detects the material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a substance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출용 칩의 상면도이다. Figure 2 is a top view of a chip for material detection according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 칩의 일부 사시도이다. Figure 3 is a perspective view of a portion of the chip shown in Fig.

도 4는 도2에 도시된 칩의 IV 특성을 나타내는 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the IV characteristics of the chip shown in Fig.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출용 칩의 제조 공정을 단계별로 나타내는 사시도들이다. Figures 5 to 9 are perspective views showing the steps for fabricating the chip material detection according to an embodiment of the present invention.

도 10은 물질 검출용 칩의 게이트 전극에 물질 프로브가 어떻게 결합하는지를 도시하는 개략도이다. 10 is a schematic view showing how the probe material coupled to the gate electrodes of the chip for the detection material.

도 11은 본 발명에 따른 물질 검출 장치를 사용하여, 15bp DNA를 검출하면서 측정한 IV 그래프이다. 11 is using the material detecting apparatus according to the present invention, the IV measurement graph and detecting the 15bp DNA.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 물질 검출용 칩은 반도체 기판, 상기 기판 표면에 형성되고, 물질 시료의 통로가 되는 미세 유로 및 상기 미세 유로의 측벽에 형성된 MOSFET을 포함한다. The chip for detecting material according to the present invention for achieving the technical problem is formed on the semiconductor substrate, the substrate surface comprises a MOSFET formed in the micro channel and the side walls of the microchannels where the passage of the material sample.

바람직하기로는 상기 MOSFET의 게이트 전극은 금 박막으로 형성되고, 상기 게이트 전극의 표면에는 티올기가 부착된 물질 프로브가 자기 조립 단층법(self assembled monolayer method)에 의해 부착된다. Preferably the gate electrode of the MOSFET is formed of a thin gold film, a thiol group attached to the probe substance on the surface of the gate electrode is attached by a single-layer self-assembly method (self assembled monolayer method).

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 물질 검출용 장치는 기판, 상기 기판 표면에 형성된 물질 시료 로딩부, 일단이 상기 시료 로딩부와 연결되어 상기 물질 시료의 통로가 되는 적어도 하나 이상의 유로 및 상기 유로의 말단에 위치한 물질 검출용 칩 설치부를 포함하는 물질 검출 장치용 키트와 상기 물질 검출용 칩 설치부에 설치된 상기 물질 검출용 칩을 포함한다. The other substance detection apparatus according to the present invention for achieving the technical problem is the substrate, wherein the substrate material sample loading unit formed on the surface, one end is connected with the sample loading portion at least one flow path is a channel of the material sample, and It comprises a material detecting apparatus for detecting the kit and the material substance detection chip installed in the chip mounting part for containing the end of the flow path in the detection material for chip installation section.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 물질 검출용 칩의 제조 방법에 따르면, 먼저, 반도체 기판 표면에 산화막을 형성한다. According to the manufacturing method of the further chip for detecting substances to achieve another aspect of the present invention, first, an oxide film is formed on a semiconductor substrate surface. 이어서, 상기 기판 표면을 식각하여 적어도 하나 이상의 사각 코너를 지니는 미세 유로를 형성한 후, 상기 미세 유로 측벽에 불순물을 도핑하고, 상기 기판을 식각액에 처리하여 상기 미세 유로 측벽에 형성된 불순물 영역 일부를 제거하여 MOSFET의 채널 영역을 정의한다. Then, after forming a fine flow path at least having at least one square corner by etching the surface of the substrate, doping an impurity into the micro channel side wall, and by processing the substrate in an etchant to remove the impurity region part formed in the micro channel side walls to define a channel region of the MOSFET. 계속해서, 상기 채널 영역상에 산화막을 형성한 후, 상기 채널 영역상에 금으로 이루어진 게이트 전극을 형성하여 물질 검출용 칩을 완성한다. Next, after forming an oxide film on the channel region, to form a gate electrode made of gold on the channel region to complete the material detection chip.

바람직하기로는 상기 채널 영역을 정의하는 단계는 상기 사각 모서리를 따라 선택적으로 불순물 영역이 제거되는 기작을 이용한다. Preferably, defining the channel region is used in a mechanism that is selectively removed and impurity regions along the edge of the square.

그리고, 상기 채널 영역을 정의하는 단계는 상기 기판에 역 바이어스를 인가하여 전류의 변화를 감지하여 식각 종료점을 선택하는 것이 바람직하다. And, defining the channel region is preferably by detecting changes in the current generated by applying a reverse bias to the substrate, select etch end point.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 물질 검출 방법에 따르면, 먼저, 물질 검출 장치용 키트 기판 표면에 형성된 물질 시료 로딩부에 물질 프로브 시료를 제공하고, 상기 물질 프로브 시료가 일단이 상기 로딩부와 연결된 상기 키트의 유로를 따라 이동하여 상기 유로의 타단에 연결된 물질 검출용 칩의 미세 유로를 통과하면서 상기 미세 유로의 측벽에 형성되어 있는 MOSFET의 게이트 전극 상면에 결합하도록 한다. The addition according to the substance detecting method according to the present invention for achieving the another aspect of the present invention, first, providing a material the probe sample to the material sample loading portion provided in the kit the substrate surface for the material detecting apparatus, wherein said material probe the sample is one which the moving along the flow path of the kit will be associated with the loading unit passes through the fine flow path of the material detection chips connected to the other end of the flow path so as to engage the upper surface of the gate electrode of the MOSFET is formed in a side wall of the micro channel. 이어서, 상기 게이트 전극에 걸리는 전압과 전류 특성을 측정한다. Then, the measured voltage and current characteristics applied to the gate electrode. 계속해서, 상기 로딩부에 타깃 시료를 제공하고, 상기 타깃 시료가 상기 키트의 유로를 따라 이동하여 상기 유로의 타단에 연결된 물질 검출용 칩의 미세 유로를 통과하면서 상기 프로브와 반응하도록 한다. Next, provide the target sample on the loading section, and the target sample is allowed to react with the probe as to move along the flow path of the kit through the fine flow path of the material detection chips connected to the other end of the flow path. 마지막으로 상기 게이트 전극에 걸리는 전압과 전류 특성을 측정하여 프로브 결합 후 측정한 전압과 전류 특성과의 차이점을 감지하여 타깃 물질을 검출한다. Finally, by detecting the difference between the gate measuring voltage and current characteristics applied to the probe immobilized electrode and then measuring the voltage and current characteristic to detect a target substance.

바람직하기로는 프로브가 게이트 전극에 결합한 후, 상기 시료 로딩부에 세정액을 제공하여 상기 게이트 전극에 결합하지 않은 상기 물질 프로브를 제거하는단계를 더 구비하고, 타깃 물질이 프로브에 결합한 후, 상기 시료 로딩부에 세정액을 제공하여 상기 프로브와 반응하지 않은 타깃 시료를 제거한다. Preferably, after the probe is bound to and then bonded to the gate electrode, wherein the sample to provide a cleaning liquid to the loading section, and further comprising a step of removing the material the probe is not coupled to the gate electrode, the target material the probe, the sample loading providing a cleaning liquid to the part to remove the unreacted probe and the target sample.

본 발명에 있어서, 상기 물질 프로브 또는 타깃 물질은 핵산, 단백질, 효소 기질, 보조 인자 또는 올리고사카라이드가 사용된다. In the present invention, the probe substance or target substance is a nucleic acid, protein, enzyme substrates, cofactors or oligosaccharides are used. 바람직하기로는 상기 핵산은 단일 가닥 DNA, 단일 가닥 RNA 또는 단일 가닥 PNA이고, 상기 단백질은 세포막 수용체에 대한 작용자, 세포막 수용체에 대한 길항자, 톡신, 바이러스 에피토프, 호르몬, 펩티드, 효소 또는 모노클로날 항체이다. Preferably the nucleic acid is single-stranded DNA, single-stranded RNA or single-stranded PNA, and wherein the protein is the day to act Now, antagonistic character on the cell membrane receptor, toxin, viral epitope, hormone, peptide, enzyme, or monoclonal antibody for cell membrane receptors, an antibody. 더욱 바람직하기로는 상기 물질 프로브는 단일 가닥 핵산이고, 상기 타깃 물질은 상기 프로브와 혼성화되는 단일 가닥 핵산이다. More preferably the material is a single-stranded nucleic acid probe, the target material is a single-stranded nucleic acid is hybridized with the probe.

본 발명에 따른 물질 검출용 칩은 고집적화가 용이하고, 프로브 및 타깃 분자의 결합을 인-시츄로 확인할 수 있는 장점이 있다. Chip material detection according to the present invention is a combination of high integration is easy, and the probe and the target molecule in-situ has the advantage that can be identified by.

이하에서는 본 발명에 따른 물질 검출용 칩, 이를 포함하는 물질 검출용 장치, 물질 검출용 칩의 제조 방법 및 물질 검출용 장치를 이용한 물질의 검출 방법에 대하여 설명한다. Will be described below with respect to the method for detecting a substance with the substance detection chip, a substance detection method for manufacturing a device, the material for the detection chip and substance detecting device for containing the same according to the present invention. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. However, the present invention is not limited to the embodiments set forth herein will be embodied in many different forms, but the embodiment are also the teachings of the present invention to complete, and will fully convey the concept of the invention to those of ordinary skill It will be provided to make known. 도면에서 각 막들의 두께는 설명의 편의를 위하여 과장되게 도시된 것이며, 각 도면에서 동일 참조 부호는 동일 부재를 지칭한다. The thickness of each layer in the drawings will be shown exaggerated for convenience of explanation, the same reference numerals in the drawings refer to like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출용 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a substance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

물질 검출용 장치는 물질 검출용 키트(10)와 이 키트(10)에 설치되는 물질검출용 칩(미도시)으로 구성된다. Material detecting apparatus is of a substance detection kit (10) and the kit (10) chip (not shown) for detecting materials provided in the for. 물질 검출용 키트(10)는 기판(15) 표면에 적어도 하나 이상의 물질 시료 로딩부(20)를 구비하고, 상기 물질 시료 로딩부(20)는 유로(30)를 통해서 물질 검출용 칩 설치부(40)와 연결되어 있다. Substance detection kit (10) comprises a substrate (15) comprising at least one material sample loading unit 20 in the surface, and the material sample loading unit 20 chip material detected via the flow path 30, the mounting part ( is connected to the 40). 유로(30)의 폭 및 깊이는 물질 시료가 모세관 현상에 의해 유동할 수 있는 정도의 크기이다. The width and depth of the flow path 30 is about the size of a substance in a sample can flow by capillarity.

미설명 도면부호 "50"은 시료 제공 기구를 "55"는 시료를 각각 나타낸다. Unexplained reference numeral "50" is the sample provides mechanism "55" denotes a sample, respectively.

도면에는 미도시하였으나, 키트(10)는 물질 검출용 칩 설치부(40)에 설치되는 물질 검출용 칩(미도시)에 전기적인 신호를 주고 받을 수 있는 각종 전기 설비들을 구비하고 있다. Although not shown in the figure, the kit 10 is provided with various electrical equipment that allows people to send electrical signals to the chip (not shown) for detecting materials provided in the substance detection chip placement portion (40).

본 실시예에서는 물질 검출용 칩이 따로 분리되어 필요할 경우에만 키트(10)에 설치 또는 분리할 수 있는 경우를 설명하였으나, 필요에 따라서는 상기 키트와 일체형으로 물질 검출용 칩이 형성될 수도 있다. In the present embodiment it has been described a case in which the substance detection chip can be installed or removed in the kit (10) only when necessary is in isolation, if necessary, may be a material detection chips formed integrally with the kit.

도 2는 상기 물질 검출용 키트의 설치부(도1의 40)에 설치되는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출용 칩의 일부 상면도이다. Figure 2 is a partial top view of the chip material detection according to an embodiment of the present invention is installed in the installation unit (40 in FIG. 1) of the material for the detection kit.

도 1에 도시된 키트(10)의 물질 시료 로딩부(20)와 일단이 결합된 유로(30)의 타단과 연결되는 미세 유로(30')가 형성되어 있고, 미세 유로(30')의 반대편에는 물질 시료 배출구(60)가 형성되어 있다. Material sample loading section 20 of the kit 10 illustrated in Figure 1 with one end of the micro channel 30 'which is the other end connected to the combined flow path 30 is formed, and the micro channel (30' the other side of) It is formed with a material sample outlet (60). 표면에는 소오스 전극(150S), 드레인 전극(150D), 및 게이트 전극(150G)들이 형성되어 있으며, 소오스/드레인 전극(150S, 150D)과 연결된 배선들(150)이 형성되어 있다. The surface of the source electrode (150S), a drain electrode (150D), and a gate electrode (150G) are formed, and the wiring is connected to the source / drain electrodes (150S, 150D) (150) is formed.

도 2에 도시된 물질 검출용 칩의 일부 사시도인 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출용 칩의 구조를 보다 자세히 설명한다. The structure of the material detection chip for substance detection with reference to Figure 3 of part of a perspective view of the chip according to an embodiment of the present invention shown in Figure 2 will be described in more detail.

반도체 기판(100) 표면에 물질 시료의 미세 유로(105)가 형성되어 있으며, 상기 미세 유로(105)의 측벽에 MOSFET이 형성되어 있다. Microchannels 105 of the sample material on the semiconductor substrate (100) surface is formed, and, a MOSFET is formed on the sidewalls of the microchannels 105. MOSFET은 미세 유로(105)의 측벽에 불순물을 도핑하여 형성한 소오스 영역(120S) 및 드레인 영역(120D)과 소오스/드레인 영역(120S, 120D)에 의해 미세 유로(105)의 코너 측벽 부분에 정의된 채널 영역(130)으로 구성된다. MOSFET is defined in the corner wall part of the micro channel 105 by the one formed by doping an impurity to the side walls of the micro channel 105, a source region (120S) and a drain region (120D) and the source / drain regions (120S, 120D) It consists of a channel region 130. 게이트 절연막(132)을 개재하여 채널 영역(130)상에 게이트 전극(150G)이 형성되어 있다. A gate insulating film 132 and the gate electrode (150G) is formed on the channel region 130 interposed therebetween. 게이트 전극(150G)은 물질 검출을 위한 프로브가 자기 조립 단층법에 의해 결합할 수 있도록 하기 위하여 금 박막으로 형성되는 것이 바람직하다. A gate electrode (150G) is preferably formed from a gold thin film to allow the probe for detecting a substance capable of binding by the single-layer self-assembly method. 그리고 기판(100) 표면에는 소오스 영역(120S)과 드레인 영역(120D)을 소오스 전극(150S) 및 드레인 전극(150D)과 연결시키기 위한 배선(140)들이 형성되어 있다. And a substrate (100) surface has a wiring 140 for connecting the source region (120S) and a drain region (120D) and the source electrode (150S) and a drain electrode (150D) are formed.

도 3에 도시되어 있는 물질 검출용 칩의 IV특성 곡선이 도 4에 도시되어 있다. The IV characteristic curve of the chip for detecting material which is shown in Figure 3 is shown in Fig. 도 4의 그래프로부터 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출용 칩이 정상적인 MOSFET의 전기적 특성을 지니고 있음을 알 수 있다. Also this material detection chip according to an embodiment of the present invention from the graph 4 can be seen that has an electrical characteristic of a normal MOSFET.

이하 도 5 내지 도 9를 참조하여 도 3에 도시되어 있는 물질 검출용 칩의 제조 공정을 설명한다. With reference to Figures 5 to 9 will be described in the manufacturing process of the chip for detecting material which is shown in FIG.

먼저 도 5와 같이, 반도체 기판(100) 상에 실리콘 산화막(102)을 1.5 내지 2.0㎛ 두께로 형성한다. First, as shown in Figure 5, to form a silicon oxide film 102 on the semiconductor substrate 100 at a thickness of 1.5 to 2.0㎛. 반도체 기판(100)은 결정 방향이 (100) 인 n-형 실리콘 기판을 사용하는 것이 바람직하다. The semiconductor substrate 100 is preferably used in the n- type silicon substrate of a crystal orientation (100).

이어서 도 6에 도시된 바와 같이, 사진 식각 공정을 사용하여 기판(100) 표면에 적어도 하나 이상의 사각 코너를 지니는 미세 유로(105)를 형성한다. Then to form the micro channel 105 having at least one or more square corners on the surface of the substrate 100 using, photolithography, as shown in Fig. 적어도하나 이상의 사각 코너를 구비해야 하는 이유는 후속 공정에서 설명한다. Reasons to at least comprising at least one square corner will be described in the subsequent steps. 본 실시예에서는 a-a'방향의 유로(105)는 길게 형성하고 b-b'방향의 유로(105)는 적어도 하나 이상의 사각 코너가 형성되기에 적합한 정도의 길이로만 형성하였으나, 양 방향의 유로가 모두 필요한 경우에는 bb' 방향의 유로(105) 또한 길게 형성하여 교차로 형태로 형성할 수 있음은 물론이다. In this embodiment, a-a 'direction of the flow path 105 is long formed, and b-b' but passage 105 in the direction is formed only in the length of the extent suitable for at least one square corner is formed, and the positive direction flow path If necessary, both the number may of course be formed in the intersection to form elongated bb 'of the flow path 105 direction also.

계속해서, 도 7a에 도시되어 있는 바와 같이 기판(100) 전면에 불순물 이온을 도핑한다. Subsequently, the doping of impurity ions on the front substrate 100 as shown in Figure 7a. 불순물 이온은 P형 불순물을 사용한다. Impurity ions using the P-type impurity. 예컨대, 보론을 사용할 경우, 도핑 농도는 약 10 16 /㎠ 내지 10 18 /㎠로 하여 도핑을 실시한다. For example, the use of boron, with the doping concentration is approximately 10 16 / ㎠ to 10 18 / ㎠ subjected to doping. 주입 조건(온도 및 시간)을 조절한 후 산화막 두께에 따른 제거시간을 이용하여 유로(105)의 측벽에만 불순물 이온이 도핑되고 유로(105)의 바닥면에는 도핑되지 않도록 할 수 있다. The bottom surface of the injection conditions (temperature and time) in the side wall of passage 105 by using a removal time of the oxide film thickness is adjusted after only impurity ions doped and passage 105 may be so-doped. 계속해서 확산 공정을 거치면 도 7a의 일부 확대 단면도인 도 7b 와 같이 유로(105)의 측벽에만 불순물이 확산된 영역(110)이 형성된다. The process continues to spread geochimyeon Figure 7a of the side wall only on the impurity diffusion region 110 of passage 105 as shown in Figure 7b partially enlarged cross-sectional view a is formed.

도 7a(b)의 결과물에 습식 식각액을 처리하여 식각 공정을 실시한다. Even a wet chemical etch process on the result of 7a (b) subjected to the etching process. 습식 식각액으로는 TMAH 용액을 사용하는 것이 바람직하다. A wet chemical etch is preferably used in the TMAH solution. 이 때, 식각은 유로(105)의 코너 부분에서만 선택적으로 일어나서 도 8a와 같이 불순물 영역이 일부 오픈된 영역(130)이 측벽에 형성된다. At this time, the etching is selective to the corner stand up also impurity region is part of the open area 130 as shown in 8a only in part of the passage 105 is formed in the side wall. 그 결과 유로(105)의 측벽에 소오스 영역(120S), 드레인 영역(120D) 및 채널 영역(130)이 완성된다. As a result, the source region (120S), a drain region (120D) and a channel region 130 is completed on the side wall of the passage 105.

코너 부분에서만 선택적으로 식각이 일어나는 이유는 도 8b에 도시된 바와 같이 식각액에 노출되는 각 영역의 결정 방향이 다르기 때문이다. The reason is selectively etched with only a corner portion that occurs is due to differences in crystal orientation of the respective areas that are exposed to the etching liquid as shown in Figure 8b. 즉, 유로(105)의 바닥면은 원 실리콘 기판의 결정 방향인 (100) 면인 반면, 식각에 의해 형성된 유로(105)의 측벽의 결정 방향은 (111) 면이 된다. That is, the bottom surface of the flow path 105 is a crystal orientation (111) of the side wall surface of the passage 105 formed by the - surface, while the 100 crystal orientation of the original silicon substrate, etching. 따라서, (111) 면이 모이는 사각 코너에서 선택적으로 소정 각도로 식각이 진행된다. Therefore, 111 is selectively etched by a predetermined angle from a square corner surface gather proceeds.

불순물 영역(110)이 오픈되어 채널 영역(130)이 형성되었는지 여부는 기판에 역바이어스를 가하면서 식각을 진행하면 쉽게 알아낼 수 있다. Whether the impurity region 110 is open the channel region 130 is formed can easily find out if the etching proceeds while a reverse bias to the substrate. 불순물 영역(110)이 쇼트되어 있을 때에는 역바이어스를 가하면 전류가 흐르지 않다가 식각이 진행되어 코너 영역에서 불순물 영역(110)이 오픈되면 그 순간 전류가 흐르기 시작한다. The impurity region 110 is when there is a short Applying a reverse bias current is not flowing the etching is in progress at the moment current starts flowing when the impurity region 110 is open in the corner region. 따라서 전류의 변화량으로 식각 종료점을 용이하게 선택할 수 있다. Therefore, it is possible to easily select the etch end point to the amount of change in current.

마지막으로 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 소오스 영역(120S), 드레인 영역(120D) 및 채널 영역(130)이 형성되어 있는 기판 전면에 게이트 절연막(132)을 형성하고, 게이트 전극(150G)를 형성한다. Finally, a source region (120S), as shown in Figure 9, forming a drain region (120D) and a channel region 130, a gate insulating film 132 on the substrate surface which is formed, and the gate electrodes (150G) do. 게이트 절연막(132)은 실리콘 산화막으로 300 내지 800 Å 두께로 형성하고, 게이트 전극(150G)은 프로브가 용이하게 고밀도로 결합할 수 있도록 금 박막으로 형성한다. A gate insulating film 132 is formed of a thin gold film to be bonded 300 to 800 Å is formed to a thickness, and the gate electrodes (150G) of a silicon oxide film at a high density to a probe is easy. 바람직하기로는 금 박막으로 구성된 게이트 전극(150G)이 게이트 절연막(132)에 잘 부착하도록 금 박막 형성 전에 크롬 박막을 먼저 형성하고 금 박막을 형성하여 패터닝함으로써 게이트 전극(150G)을 완성하는 것이 바람직하다. Preferably, it is desirable to complete the gate electrode (150G) to form a chrome thin film prior to the gold thin film to form the gate electrodes (150G) consisting of a thin gold film to adhere well to the gate insulating film 132, first and patterned to form a gold thin film . 이후 통상의 공정을 거쳐 소오스/드레인 영역(120S, 120D)과 연결된 배선(140) 및 소오스/드레인 전극(150S, 150D)을 형성하여 물질 검출용 칩을 완성한다. Since through the conventional processes to complete the source / drain regions (120S, 120D) and associated wiring 140 and the source / drain electrodes (150S, 150D) formed by the material detection chip.

본 발명에 따른 물질 검출용 장치를 사용하여 물질을 검출하는 방법을 도 1 및 도 3을 참고하여 설명한다. It will be described with reference to Figs. 1 and 3 a method of detecting a substance using an apparatus for substance detection according to the present invention. 먼저, 물질 검출용 칩의 표면을 피란(piranha)용액( H 2 SO 4 : H 2 O = 3 : 1)으로 세정한 후, 탈이온수로 세정한 후, 질소 가스로 건조하고,UV 오존을 사용해서 칩 표면의 유기물질을 제거한다. First, the surface of the material detection chip pyran (piranha) solution (H 2 SO 4: H 2 O = 3: 1) washed with, using the resultant was washed with deionized water, dried with nitrogen gas, and UV ozone to remove the organic material of the chip surface. 마찬가지로 키트의 표면도 동일한 방법으로 세정한다. Similarly, the surface of the kit is also cleaned in the same way. 세정이 완료되면, 도 1에 도시되어 있는 키트(10)의 물질 검출용 칩 설치부(40)에 도 3에 도시되어 있는 물질 검출용 칩을 설치한다. When the cleaning is completed, the installation material detection chip shown in FIG. 3 the material detection chip placement portion (40) of the kit 10 illustrated in Figure 1. 이어서, 물질 시료 로딩부(도1의 20)에 물질 프로브 시료(도 1의 55)를 제공한다. Then, there is provided a material sample probe (55 1) on the material sample loading unit (20 in FIG. 1). 물질 프로브 시료로는 말단에 티올기가 결합된 물질 프로브 시료를 사용한다. A material sample probe is used to probe the sample material with a thiol group is bonded at the terminal. 물질 프로브 시료가 상기 로딩부(도1의 20)와 연결된 유로(도1의 30)를 따라 모세관 현상에 의해 이동하여 상기 유로와 연결된 물질 검출용 칩의 미세 유로(도 3의 105)를 통과하면서 상기 미세 유로의 측벽에 형성되어 있는 MOSFET의 게이트 전극(150G) 상면에 자기 조립 단층법(self assembled monolyaer)에 의해 결합한다. As a matter probe sample passes through the micro channel (105 in Fig. 3) of the loading unit (1 20) and the material detecting chip according to (30 in FIG. 1) to move by capillary action associated with the flow channel flow channels be combined by a single-layer self-assembly method (self assembled monolyaer) on the top surface gate electrode (150G) of the MOSFET is formed in a side wall of the micro channel. 프로브가 게이트 전극(150G) 표면에 결합된 상태가 도 10에 도시되어 있다. The probe is coupled to a surface of the gate electrodes (150G) state is shown in FIG. 자기 조립 단층법은 금 박막에 티올기를 링커로 하여 프로브를 금 게이트 전극(150G) 상면에 결합시키는 방법으로, 도 10에서 210은 티올기를 220은 프로브를 각각 나타낸다. Self-assembled monolayer method is a method in which a thiol group to the linker on the gold thin film binding the probe to the upper surface of gold gate electrode (150G), in Figure 10 210 is a thiol group 220 denotes a probe, respectively. 이와 같이 자기 조립 단층법에 의해 금 게이트 전극(150G)에 티올기(210)을 링커로 하여 선택적으로 프로브가 부착될 경우, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 매우 치밀하고 잘 정렬된 상태로 프로브를 결합시킬 수 있고, 그 결합력이 강하여 후속 공정에서 타깃 분자와의 반응시에도 매우 안정한 상태를 유지할 수가 있다. With such be optionally probe to a linker to a thiol group (210) to the gold gate electrode (150G) attached by a self-assembled monolayer method, as shown in Figure 10, the probe with a very compact and well ordered state it is possible to combine, in a highly stable state can be maintained during the reaction of the target molecules is strong in the bonding force in the subsequent steps.

프로브로는 검출하고자 하는 타깃 물질에 대응하는 핵산, 단백질, 효소 기질, 보조 인자 또는 올리고사카라이드가 사용될 수 있다. Probe is a nucleic acid corresponding to a target substance to be detected, protein, enzyme substrate, co-factor or raising a saccharide may be used. 핵산으로는 단일 가닥 DNA, 단일 가닥 RNA 또는 단일 가닥 PNA가, 단백질로는 세포막 수용체에 대한 작용자, 세포막 수용체에 대한 길항자, 톡신, 바이러스 에피토프, 호르몬, 펩티드, 효소 또는 모노클로날 항체등을 예로 들 수 있다. Nucleic acid is a single-stranded DNA, a single-stranded RNA or single-stranded PNA, protein in the functional character of the cell membrane receptor, antagonistic character on the cell membrane receptor, toxin, viral epitope, hormone, peptide, monoclonal antibody, such as an enzyme or monoclonal It can be exemplified.

프로브의 결합이 완료되면 상기 게이트 전극에 걸리는 전압과 전류 특성을 측정한다. When the complete coupling of the probe to measure the voltage and current characteristics applied to the gate electrode.

이어서, 상기 로딩부(도 1의 20)에 검출하고자 하는 타깃 시료를 제공한다. Then, there is provided a target sample to be detected in the loading section (20 in Fig. 1). 타깃 시료는 생체에서 분리한 시료이거나 합성된 시료를 모두 통칭한다. Target sample is referred both to a sample, or a synthetic sample isolated from a living body. 타깃 시료가 로딩부(도1 의 20)와 연결된 상기 유로(도 1의 30)를 따라 이동하여 상기 유로와 연결된 물질 검출용 칩의 미세 유로(도 3의 105)를 통과하면서 상기 프로브(도 10의 220)와 반응하도록 한다. While the target sample passes through the loading section (20 in Fig. 1) and connected to the flow path material detecting micro chip flow path for the movement along the (30 1) connected to the flow passage (105 in Fig. 3) said probe (10 a is allowed to react with 220).

마지막으로 상기 게이트 전극(150G)에 걸리는 전압과 전류 특성을 측정하여 상기 프로브 결합후 측정한 전압과 전류 특성과의 차이점을 감지하여 타깃 물질이 결합했는지 여부를 검출한다. Finally, by detecting the difference between the probe and coupling the voltage and current characteristics measured after measuring the voltage and current characteristics applied to the gate electrodes (150G) and detects whether or not the combination of the target material.

검출이 완료되고, 다른 타깃 물질을 검출하고자 하는 경우에는 프로브를 금 게이트 전극(150G)으로부터 분리한다. If the detection is completed, to be detected different target materials are to separate the probe from gold gate electrode (150G). 상기 피란(piranha)용액( H 2 SO 4 : H 2 O = 3 : 1)으로 세정하여, 프로브를 게이트 전극(150G)으로부터 분리시킬 수 있다. The pyran (piranha) solution (H 2 SO 4: H 2 O = 3: 1) washed with, it is possible to separate the probe from the gate electrode (150G).

이어서, 앞에서 새로이 검출하고자 하는 타깃 시료에 대응하는 프로브를 사용하여 앞의 공정과 같은 공정을 거쳐 타깃 시료를 검출한다. Then, using a probe corresponding to the target sample to be newly detected and detects the target in front of the sample through the process same as the previous step.

즉, 본 발명에 따라 금 게이트 전극(150G)상면에 프로브를 결합시키는 자기 조립 단층법은 프로브의 부착, 분리 및 재부착이 매우 용이하다. That is, the single-layer self-assembly method for coupling the probe to the upper surface of gold gate electrode (150G) according to the present invention is very easy to attach, remove and reattach the probe. 즉, 우수한 재현성을 지니고 있기 때문에 본 발명에 따른 검출 장치는 다양한 프로브를 손쉽게 사용할 수 있다는 장점이 있다. That is, the detecting apparatus according to the present invention because it has a good reproducibility has the advantage that it can easily use a variety of probes.

본 발명은 하기의 실험예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실험예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. The invention is described in more detail in the Experimental Examples below as a reference, the experimental example is not intended to limit the invention.

< DNA 검출 > <DNA detection>

도 3에 도시되어 있는 칩을 도 1에 도시되어 있는 키트(10)의 칩 설치부(40)에 설치한 후, 칩에 전압을 인가하여 흐르는 전류를 측정하였다. After installing the chip mounting part 40 of the kit 10 that are shown in the chip it is shown in Fig. 3 in FIG. 1, and measure the current through a voltage is applied to the chip. 이어서, 키트(10)의 시료 로딩부(20)에 먼저 인산 버퍼 완충액을 주입하였다. Then, a phosphate-buffered buffer solution was injected first to the sample loading section 20 of the kit 10. 완충액 주입과 동시에 칩에 흐르는 전류를 지속적으로 측정하였다. At the same time the buffer was injected continuously measures the current flowing through the chip. 그 결과 도 11의 A 영역과 같이 완충액 주입 후 전류가 증가하였다. As a result, the buffer solution was increased after the injection current, such as the region A of Fig. 약 30분 정도 전류의 흐름을 관찰하여 전류가 안정화된 후, 5' 말단에 티올기가 치환된 15bp의 합성 DNA( 5'- 티올 - GTTCTTCTCATCATC -3') 프로브를 시료 로딩부(20)에 제공하였다. After the observation by the flow of the current the current is about 30 minutes stabilization, the 5 'synthesis of the thiol group is substituted at the terminal 15bp DNA (5'- thiol - GTTCTTCTCATCATC -3') provided the probe to the sample loading unit 20, . DNA 프로브 제공후 도 11의 B 영역과 같이 전류가 감소하였다. After providing the DNA probe was reduced as the current and the region B of FIG. 이는 금 박막으로 이루어진 게이트 전극( 도 3의 150G) 표면에 프로브 DNA가 자기 조립 단층법에 의해 결합했음을 나타내는 것임을 알 수 있다. This is the gate electrodes (150G in FIG. 3) made of a gold thin film surface the probe DNA can see that indicates that binding by the single-layer self-assembly method. 즉, 프로브 DNA의 결합을 인-시츄로 확인할 수 있었다. That is, the binding of the probe DNA in-was confirmed by in situ. 계속해서, 전류의 변화를 관찰하여 전류의 감소가 충분히 이루어졌다고 판단되어지는 시점, 즉 약 3시간 경과후에 시료 로딩부(20)에 탈이온수를 제공하여 미부착된 DNA 프로브들 및 인산 완충액을 제거하였다. It was Subsequently, the time by observing the change in current that is a reduction in the current is determined that fully achieved, that is, remove the DNA probe and phosphate buffer mibuchak provides deionized water to the sample loading unit 20, after about 3 hours . 이어서, 프로브 DNA 와 타깃 DNA의 혼성화에 최적 환경을 제공하기 위해서, 트리스-EDTA 완충액을 시료 로딩부(20)에 제공한 후 약 1시간 정도 전류의 흐름을 관찰하였다. Then, in order to provide an optimal environment for hybridization of the probe DNA and the target DNA, after service tris -EDTA buffer solution to the sample loading unit 20, flow was observed from about 1 hour current. 계속해서 도 11의 C 지점에 해당하는 시점에서 프로브 DNA와 상보적인 타깃 DNA를 시료 로딩부(20)에 제공한 후, 전류를 측정하였다. Subsequently, the current was measured after providing a DNA probe complementary to the target DNA at a time point corresponding to point C of Figure 11 to the sample loading unit 20. 타깃 DNA 제공후, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 칩에 흐르는 전류가 감소하였다. After the target DNA available, and decreases the current flowing through the chip as shown in Fig. 이로써, 타깃 DNA와 프로브 DNA가 혼성화되었음을 인-시츄로 확인할 수있었다. Thus, the target DNA that is hybridized with a probe DNA - was confirmed by in situ.

본 발명에 따른 물질 검출용 칩은 물질 유로의 측벽에 형성된 MOSFET으로 구성된다. Chip material detection according to the invention is composed of a MOSFET formed on the side wall of the material flow path. MOSFET이 물질 유로의 측벽에 형성되어 있기 때문에 물질 검출용 칩의 고집적화가 용이하다. The degree of integration of the material detection chip is easy because the MOSFET is formed in the side wall of the material flow path. 본 발명에 따른 물질 검출용 칩을 이용하고, 자기 조립 단층법을 사용할 경우 프로브가 게이트 전극 표면에 직접 흡착되므로 인-시츄로 프로브의 결합을 확인할 수 있고, 프로브에 타깃 분자가 결합했는지도 인-시츄로 검출할 수 있다. And using the material detection chip according to the present invention, when using a self-assembled monolayer process probe is in is directly adsorbed on the gate electrode surface, and to determine the binding of the probe to the in situ, in that you've the target molecule bound to the probe-situ It can be detected by. 또, MOSFET을 고집적화하기 때문에 검출 감도를 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, it is advantageous to increase the detection sensitivity because the highly integrated MOSFET. 한편, 자기 조립 단층법을 사용하므로 프로브의 결합이 단단하고 치밀하므로 안정된 검출 결과를 얻을 수 있으며, 자기 조립 단층법의 재현성에 의해 다양한 프로브를 사용하여 다양한 타깃 물질을 검출할 수 있다. On the other hand, using a single-layer self-assembly method, so it is possible to detect a wide range of target substances using a variety of probes by the reproducibility of the binding of the probe, so hard and dense and to obtain a stable result of detection, the self-assembled monolayer method.

Claims (19)

  1. 반도체 기판; A semiconductor substrate;
    상기 기판 표면에 형성되고, 물질 시료의 통로가 되는 미세 유로; Is formed on the substrate surface, the fine flow path where the passage of the material sample; And
    상기 미세 유로의 측벽에 형성된 MOSFET을 포함하는 물질 검출 장치용 칩. Chip material detecting device including the MOSFET formed on the side walls of the micro channel.
  2. 제1항에 있어서, 상기 MOSFET의 게이트 전극은 금 박막으로 형성된 것을 특징으로 하는 물질 검출 장치용 칩. The method of claim 1, wherein the gate electrode of the MOSFET chip is for material detection device, characterized in that formed in the gold film.
  3. 제2항에 있어서, 상기 게이트 전극의 표면에는 티올기가 부착된 물질 프로브가 자기 조립 단층법에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 검출 장치용 칩. 2 wherein, the substance detector chip, characterized in that the surface of the probe material attached to the thiol group of the gate electrode is attached by a single-layer self-assembly method on.
  4. 제1항에 있어서, 상기 물질 시료는 핵산, 단백질, 효소 기질, 보조 인자 또는 올리고사카라이드인 것을 특징으로 하는 물질 검출 장치용 칩. The method of claim 1 wherein the material sample is a nucleic acid, protein, enzyme substrates, cofactors or oligosaccharides of that material, characterized in the detection device chips.
  5. 제4항에 있어서, 상기 핵산은 단일 가닥 DNA, 단일 가닥 RNA 또는 단일 가닥 PNA인 것을 특징으로 하는 물질 검출 장치용 칩. The method of claim 4, wherein the nucleic acid chip for substance detecting device characterized in that the single-stranded DNA, single-stranded RNA or single-stranded PNA.
  6. 제4항에 있어서, 상기 단백질은 세포막 수용체에 대한 작용자, 세포막 수용체에 대한 길항자, 톡신, 바이러스 에피토프, 호르몬, 펩티드, 효소 또는 모노클로날 항체인 것을 특징으로 하는 물질 검출 장치용 칩. The method of claim 4 wherein the protein is a functional character, antagonistic character on the cell membrane receptor, toxin, viral epitope, substance detecting device chips characterized in that the monoclonal antibody to the hormone, peptide, enzyme, or monoclonal antibody for cell membrane receptors.
  7. 기판; Board;
    상기 기판 표면에 형성된 물질 시료 로딩부; Material sample loading unit formed on the substrate surface;
    일단이 상기 시료 로딩부와 연결되어 상기 물질 시료의 통로가 되는 적어도 하나 이상의 유로; Once at least one passage connected with the sample loading portion that is the passage of the material sample; And
    상기 유로의 말단에 위치한 물질 검출용 칩 설치부를 포함하는 물질 검출 장치용 키트와 For material detection device comprising at the distal end of the flow path in the detection material for chip installation parts kit and
    상기 키트의 상기 물질 검출용 칩 설치부에 설치되고, 반도체 기판 표면에 상기 유료와 대응되도록 형성된 물질 시료의 미세 유로 및 상기 미세 유로의 측벽에 형성된 MOSFET을 포함하는 물질 검출 장치용 칩으로 구성된 물질 검출용 장치. Is provided on the substance detection chip for the mounting part of the kit, the material consisting of the semiconductor substrate surface material for the detection device chip including a MOSFET formed in the micro channel and the side walls of the fine flow path of the material sample is formed so as to correspond with the pay detected apparatus.
  8. 제7항에 있어서, 상기 MOSFET의 게이트 전극은 금 박막으로 형성된 것을 특징으로 하는 물질 검출용 장치. The method of claim 7, wherein the gate electrode of the MOSFET is a substance detection apparatus, characterized in that formed in the gold film.
  9. 제8항에 있어서, 상기 게이트 전극의 표면에는 티올기가 부착된 바이오 물질 프로브가 자기 조립 단층법에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 검출 장치. 10. The method of claim 8, wherein a material detector, characterized in that the probe bio-materials attached to a thiol group is attached by a single-layer self-assembly method the surface of the gate electrode.
  10. 반도체 기판 표면에 산화막을 형성하는 단계; Forming an oxide film on a semiconductor substrate surface;
    상기 기판 표면을 식각하여 적어도 하나 이상의 사각 코너를 지니는 미세 유로를 형성하는 단계; Forming a micro channel having at least one or more square corner by etching the substrate surface;
    상기 미세 유로 측벽에 불순물을 도핑하는 단계; Doping an impurity into the micro flow path side walls;
    상기 기판을 식각액에 처리하여 상기 미세 유로 측벽에 형성된 불순물 영역 일부를 제거하여 MOSFET의 채널 영역을 정의하는 단계; Step of treating the substrate in an etchant to remove the impurity region formed in a part of the micro channel side walls defining a channel region of the MOSFET;
    상기 채널 영역상에 산화막을 형성하는 단계; Forming an oxide film on the channel region; And
    상기 채널 영역상에 금으로 이루어진 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 검출용 칩의 제조 방법. Method for manufacturing a chip for detecting material which is characterized in that it comprises a step of forming a gate electrode made of gold on the channel region.
  11. 제10항에 있어서, 상기 채널 영역을 정의하는 단계는 상기 사각 모서리를 따라 선택적으로 불순물 영역이 제거되는 기작을 이용하는 단계인 것을 특징으로 하는 물질 검출용 칩의 제조 방법. The method of claim 10, further comprising: defining the channel region is method of producing a substance for detecting chip characterized in that the step of using a mechanism that is selectively removed and impurity regions along the edge of the square.
  12. 제10항에 있어서, 상기 채널 영역을 정의하는 단계는 상기 기판에 역 바이어스를 인가하여 전류의 변화를 감지하여 식각 종료점을 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는 물질 검출용 칩의 제조 방법. The method of claim 10, further comprising: defining the channel region is method for manufacturing a chip for detecting material which is characterized in that the step of detecting changes in electric current by applying a reverse bias to the substrate, select etch end point.
  13. (a) 물질 검출 장치용 키트 기판 표면에 형성된 물질 시료 로딩부에 물질 프로브 시료를 제공하는 단계; (A) providing a probe material sample to the material sample loading portion provided in the kit for the substrate surface material detecting apparatus;
    (b) 상기 물질 프로브 시료가 일단이 상기 로딩부와 연결된 상기 키트의 유로를 따라 이동하여 상기 유로의 타단에 연결된 물질 검출용 칩의 미세 유로를 통과하면서 상기 미세 유로의 측벽에 형성되어 있는 MOSFET의 게이트 전극 상면에 결합하는 단계; (B) of the MOSFET is formed in a side wall of the micro channel while passing through the micro flow path of the material the probe sample once this material detection chip moves along the flow path of the kit that is associated with the loading unit connected to the other end of the flow path coupling the gate electrode top surface;
    (c) 상기 게이트 전극에 걸리는 전압과 전류 특성을 측정하는 단계; (C) measuring the voltage and current characteristics applied to the gate electrode;
    (d) 상기 로딩부에 타깃 시료를 제공하는 단계; (D) providing a target sample on the loading unit;
    (e) 상기 타깃 시료가 상기 키트의 유로를 따라 이동하여 상기 유로의 타단에 연결된 물질 검출용 칩의 미세 유로를 통과하면서 상기 프로브와 반응하는 단계; (E) the step of reacting the probe with the target sample to move through the fine flow path of the material detection chips connected to the other end of the flow path along the flow path of the kit; And
    (f) 상기 게이트 전극에 걸리는 전압과 전류 특성을 측정하여 상기 (c) 단계에서 측정한 전압과 전류 특성과의 차이점을 감지하여 타깃 물질을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 검출 방법. (F) substance detecting method characterized in that by measuring the voltage and current characteristics applied to the gate electrode includes a step of detecting a target substance by detecting a difference between the voltage and current characteristic measurement in the step (c).
  14. 제13항에 있어서, 상기 MOSFET의 게이트 전극은 금 박막으로 형성되었으며, The method of claim 13, wherein the gate electrode of the MOSFET has been formed as a thin gold film,
    상기 물질 프로브는 말단에는 티올기가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 검출 방법. The material probe substance detecting method characterized in that there are attached to the thiol group is terminal.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 프로브는 핵산, 단백질, 효소 기질, 보조 인자 또는 올리고사카라이드인 것을 특징으로 하는 물질 검출 방법. Claim 13 according to any one of claims 14, wherein the probe substance detection method of nucleic acids, proteins, enzyme substrates, cofactors or oligonucleotide characterized in that the saccharide.
  16. 제15항에 있어서, 상기 핵산은 단일 가닥 DNA, 단일 가닥 RNA 또는 단일 가닥 PNA인 것을 특징으로 하는 물질 검출 방법. The method of claim 15, wherein the nucleic acid substance detecting method characterized in that the single-stranded DNA, single-stranded RNA or single-stranded PNA.
  17. 제15항에 있어서, 상기 단백질은 세포막 수용체에 대한 작용자, 세포막 수용체에 대한 길항자, 톡신, 바이러스 에피토프, 호르몬, 펩티드, 효소 또는 모노클로날 항체인 것을 특징으로 하는 물질 검출 방법. The method of claim 15, wherein the protein substance detecting method characterized in that the monoclonal antibody to the functional character, antagonistic character on the cell membrane receptor, toxin, viral epitope, hormone, peptide, enzyme, or monoclonal antibody for cell membrane receptors.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 물질 프로브는 단일 가닥 핵산이고, 상기 타깃 물질은 상기 프로브와 혼성화되는 단일 가닥 핵산인 것을 특징으로 하는 물질 검출 방법. Claim 13 according to any one of claims 14, wherein the probe substance is a single-stranded nucleic acid, the target substance is a substance detecting method characterized in that the single-stranded nucleic acid is hybridized with the probe.
  19. 제13항에 있어서, 상기 (b) 단계 이후에 상기 시료 로딩부에 세정액을 제공하여 상기 게이트 전극에 결합하지 않은 상기 물질 프로브를 제거하는 단계를 더 구비하고, 14. The method of claim 13, further comprising the step of providing a cleaning solution on the sample loading portion after the step (b) removing the probe substance is not coupled to the gate electrode,
    상기 (e) 단계 이후에 상기 시료 로딩부에 세정액을 제공하여 상기 프로브와 반응하지 않은 타깃 시료를 제거하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 물질 검출 방법. Material detecting method characterized in that after step (e) further comprises removing said probe and the unreacted target sample by providing a washing liquid to the sample loading unit.
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