KR100746363B1 - 평면 홀 저항(ｐｈｒ) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩센서 - Google Patents

평면 홀 저항(ｐｈｒ) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩센서 Download PDF

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웬충단
김철기
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 바이오 칩 센서에 관한 것으로, 특히 본 발명은 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 외부로부터 인가된 전류를 측정하기 위한 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극간에 흐르는 전류와 외부 자기장의 인가에 의해 발생한 홀 효과에 따른 전압을 측정하기 위한 제3 전극 및 제4 전극; 상기 제1 전극 내지 제4 전극과 결합하며, 자기 비드가 흡착된 피 탐침 바이오 분자와 결합하는 탐침 바이오 분자가 구비되고, 상기 자기 비드에 의해 변화된 외부 자기장에 의한 자기 저항을 측정하기 위해서 가변 강자성층, 도전 저항체 및 고정 강자성층을 구비한 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 포함하되, 상기 외부 자기장의 방향은 상기 고정 강자성층의 교환자기장의 방향과 10o-15o 인 것을 특징으로 하는 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서는 스핀 밸브 거대 자기 저항(GMR) 박막과 동일한 공정 조건에서 200% 이상의 자기 저항비를 얻을 수 있고, 자기 민감도 역시 20%/Oe에 이르는 효과가 있다.
바이오 칩, 자기 센서, 자기 저항.

Description

평면 홀 저항(ＰＨＲ) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서{Biochip sensor using Planar Hall Resistance in spin-valve magnetic multilayers}
도 1은 종래 기술에 따른 자기 센서 소자와 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자의 작동 원리를 비교한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 바이오 분자 감지 자기 센서 소자의 작동 원리를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 피탐침 바이오 분자와 결합한 평면 홀 저항(PHR) 바이오 분자 감지 자기 센서 소자의 모식도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 바이오 분자 감지 자기 센서 소자의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 바이오 분자 감지 자기 센서 소자의 자기장 민감도를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 바이오 분자 감지 자기 센서 소자에서 자기 비드 드롭-세척에 의한 센서 신호 전압 변화를 도시한 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210 : 계측용 전류 인가 전극인 제1 전극
215 : 계측용 전류 인가 전극인 제2 전극
220 : 전압 측정용 전극인 제3 전극
225 : 전압 측정용 전극인 제4 전극
230 : 센서 소자
본 발명은 바이오 칩 센서에 관한 것으로, 특히 본 발명은 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서에 관한 것이다.
자기 저항이란 자성체에 자기장을 걸어주면 변화하는 전기 비저항을 지칭한다. 이러한 자기 저항은 종류에 따라 이방성자기 저항, 거대자기 저항, 터널링 자기 저항, 초거대 자기 저항으로 나뉘는데 모두 이론과 원리에서 차이를 보인다. 이중에 가장 활발한 응용을 보이는 것으로 거대자기 저항 현상이 있는데 이것은 현재 하드디스크의 헤드, 센서, MRAM 등에 사용된다. 거대자기 저항 헤드를 이용하면서 하드디스크의 기록밀도는 급격한 향상을 보이게 되었다. 또한, 자기 저항 현상을 이용하여 차세대 메모리중 하나인 MRAM이 개발되고 있으며, 이러한 기술은 바이오 쪽에 응용하여 수분자 단위까지 감지할 수 있는 바이오 칩에 응용되고 있다.
자기적 방법에 의한 바이오 칩 센서는 기본적으로 자기 비드 자화 및 스트레이(stray) 자기장 탐지에 의해 이루어지고 있다. 외부 자기장에 의해 자화된 자기 비드로부터 스트레이(stray) 자기장이 발생한다. 자기 센서를 통과하는 스트레이(stray) 자기장은 자기 센서 근처에서 외부 자기장에 대해 역방향이 되어 센서에서의 유효 자기장은 두 자기장의 차, 즉 (Happ-Hstray)이 된다. 따라서 자기 비드 유무에 따라 Hstray만큼의 자기장 변화가 생기고, 이러한 변화에 상응하여 자기력 선속의 변화에 대한 저항력인 자기 저항을 자기 센서가 감지한다.
이 스트레이(stray) 자기장 탐지 방법을 이용하는 센서 소자의 종류는 스핀 밸브 자성다층 박막에서 거대 자기 저항 (giant magnetoresistance : GMR) 센서 소자, 또는 터널 자기 저항 (Tunnel magnetoresistance : TMR) 센서 소자 등이 있다. 현재 이러한 거대 자기 저항 및 터널 자기 저항 현상을 이용한 자기 저항 센서가 개발 및 상업화 중에 있다. 이중 거대 자기 저항(GMR) 센서 소자는 거대 자기 저항 현상을 이용하는 것으로, 비자성층을 사이에 둔 두 자성층에서의 스핀 방향이 다른 경우가 스핀방향이 같은 경우보다 저항이 크게 달라지는 원리를 적용한 것이다.
그러나, 스핀 밸브 거대 자기 저항(GMR)의 경우 일반 상태에 대한 자기장 존재 시 저항의 비인 자기 저항비(magnetoresistance ratio)가 10 %미만이여서 센서 응용시 자기민감도가 수 %/Oe(에르스텟) 정도로 낮기 때문에 신호 측정에 문제점이 발생 할 수 있다. 또한, 터널 자기 저항(TMR)의 경우 자기 저항비가 100%에 이르고 민감도가 수십 %/Oe에 이르고 있으나 저항 터널 장벽에 대한 공정상 어려움이 있 다.
한편, 도 1을 참조하면, 일반적인 자기저항 센서(a)와 홀 효과(Hall effect)를 이용한 평면 홀 저항(planar Hall Resistance) 자기 센서(b)를 비교한 도면이 제시된다. 일반적인 자기 센서에서는 전압 측정 방향과 흐르는 전류의 방향은 서로 평행이 되지만, 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서에서는 이들의 방향이 서로 수직이 된다. 즉, 흐르는 계측용 전류가 외부 자기장에 의해 영향 받은 홀 효과에 의해 발생한 전압을 이용하여 자기 저항을 측정한다.
거대 자기 저항(GMR)의 경우 자화 자유층과 고정층의 자화 각도가 다른 경우 저항 변화는 아래식으로 주어진다.
r = ro+ Dr/2(cos2θ/2) (1)
여기서 θ 는 고정층과 자유층 자화 방향 사이의 각도이고, ro는 다층박막의 기본 비저항값이 된다. 이 경우 최대 저항비는 Dr/2ro x 100 (%) 가 된다.
이에 비해 평면 홀 저항(PHR)의 경우 계측용 전류와 자화 방향 사이의 각도가 θ 인 저항 변화는 아래식으로 주어진다.
r = Dr/2(sins2θ/2) (2)
이 경우 재료의 기본 비저항 항이 없고, 자기저항 변화만 주어지기 때문에 최대 저항비는 (Dr/2 0 (zero) x 100 (%) )무한대가 될 수 있음을 알 수 있다. 따라서 저항비에서 평면 홀 저항(PHR) 방식이 거대 자기 저항(GMR) 방식보다 장점이 있음을 알 수 있다.
본 발명은 스핀 밸브 거대 자기 저항(GMR) 박막과 동일한 공정 조건에서 200% 이상의 자기 저항비를 얻을 수 있고, 자기 민감도 역시 20%/Oe에 이르는 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 교환결합 특성에 의해 GMR 박막이 가지는 열적 안정성을 유지하면서 감지 민감도가 높은 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서를 제공한다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부로부터 인가된 전류를 측정하기 위한 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극간에 흐르는 전류와 외부 자기장의 인가에 의해 발생한 홀 효과에 따른 전압을 측정하기 위한 제3 전극 및 제4 전극; 상기 제1 전극 내지 제4 전극과 결합하며, 자기 비드가 흡착된 피 탐침 바이오 분자와 결합하는 탐침 바이오 분자가 구비되고, 상기 자기 비드에 의해 변화된 외부 자기장에 의한 자기 저항을 측정하기 위해서 가변 강자성층, 도전 저항체 및 고정 강자성층을 구비한 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 포함하되, 상기 외부 자기 장의 방향은 상기 고정 강자성층의 교환자기장의 방향과 10o-15o 인 것을 특징으로 하는 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 직선은 상기 제3 전극과 상기 제4 전극을 포함하는 직선과 수직일 수 있다.
여기서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 흐르는 전류는 방향은 상기 상기 고정 강자성층의 교환자기장의 방향과 같을 수 있다.
여기서, 상기 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서는 휴대용 장치에 부착될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자의 작동 원리를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 자기 비드(110), 피 탐침 바이오 분자(120), 탐침 바이오 분자(130), 자기 센서 소자(140), 외부 자기장(150) 및 스트레이(stray) 자기장(160, 165)이 도시된다.
자기적 방법에 의한 바이오 칩 센서는 기본적으로 자기 비드 자화 및 스트레이(stray) 자기장 탐지에 의해 이루어지고 있다. 도 2를 참조하면, 외부 자기장(150)(Happ)에 의해 자화된 자기 비드(110)로부터 스트레이(stray) 자기장(160, 165)(Hstray)이 발생한다. 자기 센서 소자(140)를 통과하는 스트레이(stray) 자기장(165)은 자기 센서 소자(140) 근처에서 외부 자기장(150)에 대해 역방향이 되어 센서에서의 유효 자기장은 두 자기장의 차, 즉 (Happ-Hstray)이 된다. 따라서 자기 비드(110) 유무에 따라 Hstray만큼의 자기장 변화가 생기고, 이러한 변화에 상응하여 자기력 선속의 변화에 대한 저항력인 자기 저항을 자기 센서 소자(140)가 감지한다.
여기서, 자기 비드(110)의 크기는 피 탐침 바이오 분자(120)에 상응해서 결정될 수 있으며, 예를 들면, 100 nm - 2 μm 크기가 될 수 있다.
여기서, 피 탐침 바이오 분자(120)는 자기 비드(110)와 결합되어 있으며, 탐침 바이오 분자(130)와 특정 결합특성(예를 들면 DNA, RNA의 경우 A-T, G-C 결합)을 가지고 있다. 예를 들면, 탐침 바이오 분자(130)는 DNA 또는 단백질일 수 있다. 따라서 탐침 바이오 분자(130)와 특정하게 결합되어 있는 피 탐침 바이오 분자(120)만 잔류시키는 미세유체 역학을 이용한 분자 조작 과정(세척과정, 예를 들면, 자기적 방법에 의한 바이오 분자 제어 및 조작)을 통해 자기 센서 소자(140)는 피 탐침 바이오 분자(120) 중 탐지를 원하는 결합 특성을 가진 부분을 감지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 피탐침 바이오 분자와 결합한 평면 홀 저항(PHR) 바이오 분자 감지 자기 센서 소자의 모식도이다. 도 3을 참조하면, 자기 센서 소자(240(1), 240(2), 240(3), 240(4)), 피탐침 바이오 분자(250), 자기 비드(260), 탐침 바이오 분자(270(1), 270(2), 270(3), 270(4)), 보호층(280) 및 흡착층(290)이 도시된다.
자기 센서 소자(240(1), 240(2), 240(3), 240(4))는 소정의 기판(미도시) 상에 위치하여 계측용 전류 및 측정용 전압을 위한 전극이 결합한다. 또한, 민감한 자기장의 변화에 따른 자기 저항을 측정하기 위해서 다양한 구조, 예를 들면, 스핀 밸브 자성 다층 박막 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 자기 센서 소자(240(1), 240(2), 240(3), 240(4))가 바텀(bottom) 스핀 밸브를 이용하는 경우 실리콘 기판 상에 버퍼층, 반강자성층, 고정 강자성층, 도전 저항체, 가변 강자성층을 순서대로 구비할 수 있다. 여기서, 버퍼층은 실리콘 기판 상에 반강자성층의 결정 성장을 도와 주는 역할을 하고, 반가성층은 고정 강자성층을 만드는 역할을 하며, 고정 강자성층과 가변 강자성층은 자화의 방향에 따라서 변화된 자기 저항을 나타낼 수 있도록 한다. 또한, 도전 저항체는 고정 강자성층과 가변 강자성층 사이에 위치하여 가변 강자성층의 자화 정도가 달라지도록 함으로써, 자화를 제어할 수 있다. 또한, 자기 센서 소자(240(1), 240(2), 240(3), 240(4))가 탑(top) 스핀 벨브를 이용하는 경우 실리콘 기판 상에 버퍼층, 가변 강자성층, 도전 저항체, 고정 강자성층, 반강자성층을 순서대로 구비할 수 있다. 버퍼층은 실리콘 기판 상에 가변 강자성층의 결정 성장을 도와 주는 역할을 하며, 이외의 사항은 상술한 바와 같다. 여기서는, 스핀 밸브 자성 다층 박막 구조에 대해서 설명하였으나, 자기장의 변화에 상응하여 자기 저항을 측정할 수 있는 구조를 가지면 본 발명에 적용할 수 있음은 당연하다.
피탐침 바이오 분자(250), 자기 비드(260), 탐침 바이오 분자(270(1), 270(2), 270(3), 270(4))는 상술한 도 2에서 설명한 바와 같이 특정하게 결합하므로써, 자기 비드(260)에서 외부 자기장에 상응해서 생성된 스트레이 자기장을 자기 센서 소자(240(1), 240(2), 240(3), 240(4))가 감지할 수 있도록 한다.
보호층(280)은 자기 센서 소자(240(1), 240(2), 240(3), 240(4))를 보호하기 위한 층이며, 흡착층(290)은 탐침 바이오 분자(270(1), 270(2), 270(3), 270(4))가 흡착될 수 있도록 하는 물질이며, 예를 들면, 폴리머 또는 금으로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자의 구조를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 전류 측정용 전극인 제1 전극(210) 및 제2 전극(215), 전압 측정용 전극인 제3 전극(220) 및 제4 전극(225), 자기 센서 소자(230)가 도시된다.
제1 전극(210), 제2 전극(215)은 측정 전류 전극으로 스핀 밸브 구조 또는 자성다층박막 시료의 일방향 이방성을 주는 교환자기장 방향과 일치시키며, 약 1mA 정도의 전류를 인가한다. 제3 전극(220), 제4 전극(225)은 평면 홀 저항(PHR)에 의해 야기된 전압 측정용 전극으로 수백 mV의 전압이 발생된다. φ는 전류방향과 측정 전압 사이의 각도를 나타내며 off-set 저항을 변화시키는 변수가 된다. 여기서, 홀 효과를 이용하는 경우 φ는 일반적으로 90도인데, 시료조건에 따라 80도 - 100 도에서 off-set저항을 "0"으로 만들 수 있다. Off-set 저항이 "0"이 되면 자기저항비 및 신호처리를 효율적으로 처리할 수 있는 장점이 있다. 예를 들면, 제1 전극(210)과 제2 전극(215)을 서로 잇는 직선은 제3 전극(220)과 제4 전극(225)을 포함하는 직선과 수직일 수 있다. θ는 교환자기장 방향과 인가된 외부 자기장 방향 사이의 각도인데, 자화가 자기장 방향과 일치하는 경우 자화 역시 교환 자기장 방향과 θ 각도를 이루게 된다. 여기서, 교환 자기장은 자기 센서 소자(230)에 포함된 고정 강자성층에 형성되는 자기 모멘트에 작용하는 국소 자기장이다. 또한, 다른 실시예로 외부 자기장과 전류가 흐르는 방향은 서로 θ 각도를 이룰 수 있다.
이 경우 자기 센서 소자(230) 상에 위치한 시료의 폭이 d, 전류가 흘러가는 방향으로 시료의 단면적이 A일 때 제3 전극(220), 제4 전극(225)전극에서 유기되는 전압은 아래 식(1)로 주어진다.
V= I/A x (ρ//-ρ⊥)sinθ x cosθ x d
=I/A x (ρ//-ρ⊥) x (sin2θ/2) x d (3)
각도 θ 방향으로 자화된 상태에서 미소 자기장 변화에 (dH) 의한 신호변화는 (dV)는 아래 식(2)로 주어진다
dV= (dV/dθ) x (dθ/dH) x (dH)
= I/A x (ρ//-ρ⊥) x cos2θ x d x (dθ/dH) x (dH) (4)
상기 식(2)에서 dθ/dH가 일정하다고 가정할 때, 일반적인 이방성 자기 저항 재료에서 최대 신호변화, 즉 최대의 자기장 민감도는 θ=0o, 90o 에서 주어진다. 그러나 스핀벨브 다층박막에서는 θ=0o 에서 자유층 자화 시 박하우젠 효과(180도 자구 동역학시 자구 노이지를 야기시키는 박하우젠 효과가 커짐)가 커지고, 이에 의해 평면 홀 저항(PHR) 전압에서 불균일성이 측정되어 실제 센서로 사용 시 문제가 야기되며, θ가 커짐에 따라 신호크기가 상대적으로 작아지는 단점이 있다.
본 발명에서 이를 해결하기 위해 θ의 함수로 자기장 민감도를 조사하였다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자의 자기장 민감도를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, y축 스케일이 (mV/Oe)로 표기되었는데, 기본 전압이 20mV정도 이기 때문에 이는 자기 저항비 (%/Oe)값이 되며, θ가 15o 에서 최대 민감도 18.8mV/Oe, 즉 18.8%/Oe를 갖는 것으로 측정되었다. 따라서 θ를 15 o 정도로 함으 로서 스핀 벨브 다층박막이 가지는 박하우젠 효과에 의한 신호의 불균일성을 극복하고, 바이오 칩 센서에 요구되는 자기장 민감도를 보유 하는 조건을 구하였다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자에서 자기 비드 드롭-세척에 의한 센서 신호 전압 변화를 도시한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 평면 홀 저항(PHR) 소자의 7Oe 자기장하에서 수행된 자기비드 감지 특성에 관한 실시 예가 제시되며, 비드 드롭-세척에 의해 뚜렷한 신호변화를 볼 수 있다. 탐침 바이오 분자(130)와 특정하게 결합되어 있는 피 탐침 바이오 분자(120)만 잔류시키는 세척 과정 이후의 측정 데이터(410), 외부 자기장 및 스트레이(stray) 자기장에 의해 변화되지 않은 측정 데이터(420)가 서로 달라짐을 알 수 있다.
측정된 신호 변화는 5x5 μm2 당 비드 1개에 의한 스트레이(stray) 자기장에 해당하는데, 이는 5x5 μm2 크기 센서가 비드 1개, 즉 바이오 분자 1개의 분해능 특성이 있다는 것을 의미한다.
또한, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서는 휴대용 장치에 부착될 수 있다. 여기서, 휴대용 장치는 이동 통신 단말기, 의료용 휴대 장치, 바이오 검침용 휴대 장치가 될 수 있다.
그 외 본 발명의 실시예에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서에 대한 구체적인 외부 장치 등에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서는 스핀 밸브 거대 자기 저항(GMR) 박막과 동일한 공정 조건에서 200% 이상의 자기 저항비를 얻을 수 있고, 자기 민감도 역시 20%/Oe에 이르는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서는 교환결합 특성에 의해 GMR 박막이 가지는 열적 안정성을 유지하면서 감지 민감도가 높은 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 외부로부터 인가된 전류를 측정하기 위한 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극간에 흐르는 전류와 외부 자기장의 인가에 의해 발생한 홀 효과에 따른 전압을 측정하기 위한 제3 전극 및 제4 전극;
    상기 제1 전극 내지 제4 전극과 결합하며, 자기 비드가 흡착된 피 탐침 바이오 분자와 결합하는 탐침 바이오 분자가 구비되고, 상기 자기 비드에 의해 변화된 외부 자기장에 의한 자기 저항을 측정하기 위해서 가변 강자성층, 도전 저항체 및 고정 강자성층을 구비한 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 포함하되,
    상기 외부 자기장의 방향은 상기 고정 강자성층의 교환자기장의 방향과 10o-15o 인 것을 특징으로 하는 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 직선은 상기 제3 전극과 상기 제4 전극을 포함하는 직선과 수직인 것을 특징으로 하는 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 흐르는 전류는 방향은 상기 고정 강자성층의 교환자기장의 방향과 같은 것을 특징으로 하는 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서는 휴대용 장치에 부착되는 것을 특징으로 하는 평면 홀 저항(PHR) 자기 센서 소자를 이용한 바이오 칩 센서.
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