KR101220285B1 - 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 제 1 실리콘 기판의 중앙부에 실리콘 나노와이어를 제작하는 제 1 단계와, 제 2 실리콘 기판에 마이크로 유체채널을 형성하는 제 2 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판의 상기 실리콘 나노와이어가 형성된 일측과 상기 제 2 실리콘 기판의 마이크로 유체채널이 형성된 일측을 본딩하는 제 3 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 전극을 형성하는 제 4 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 형성된 두 전극 사이에 상기 실리콘 나노와이어만 남도록 제 1 실리콘 기판의 일부를 식각하는 제 5 단계와, 본딩된 상기 마이크로 유체채널이 형성된 상기 제 2 실리콘 기판의 하부에 홀을 뚫어 유체의 유입을 위한 제 1 호스 연결부 및 유출을 위한 제 2 호스 연결부를 형성하는 제 6 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 나노와이어 바이오센서 제조 공정시 실리콘 나노와이어와 마이크로 유체 채널을 동시에 형성하는 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법에 관한 것이다.
나노 크기를 가지는 물질은 독특한 전기적, 광학적, 기계적 특성을 가지며, 특히 단일 전자 트랜지스터 소자나 각종 화학 센서, 바이오 센서 등 나노구조체를 이용한 고감도 소자들이 개발되고 있다. 이중 나노와이어 바이오센서는 나노와이어 표면에서 질병 마커의 전하에 의해 유도되는 FET (field effect transistor)의 게이트 효과를 통한 전기적 특성 변화를 측정함으로써 질병인자를 검출하는 원리를 바탕으로 하고 있다.
일반적으로 실리콘 나노와이어 바이오센서는 먼저 실리콘 나노와이어를 제작한 후 나노와이어 양단에 전극이 연결된 형태로 나노와이어 칩을 제작한다. 그리고 별도의 마이크로 유체 채널을 제작한 후 이 둘을 결합하는 형태로 제작된다. 그러나 이와 같은 방법으로 바이오센서를 제작할 경우 나노와이어 칩과 마이크로 유체 채널을 결합하기 위한 부수적인 작업이 필요하므로 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라 디바이스를 소형화하는데 많은 제약이 따르고 이로 인해 제조 단가가 높아지게 된다. 따라서 실리콘 나노와이어 바이오센서 제조 공정의 단순화 및 디바이스의 소형화 및 패키징 비용의 감소를 통한 나노와이어 바이오센서의 저가격화를 위해서는 실리콘 나노와이어 칩과 마이크로 유체 채널 제조 공정을 일원화하는 것이 필요하다.
본 발명은 실리콘 나노와이어와 마이크로 유체 채널이 동시에 형성되는 제조공정이 간편한 실리콘 나노와이어를 바이오 센서 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제 1 실리콘 기판의 중앙부에 실리콘 나노와이어를 제작하는 제 1 단계와, 제 2 실리콘 기판에 마이크로 유체채널을 형성하는 제 2 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판의 상기 실리콘 나노와이어가 형성된 일측과 상기 제 2 실리콘 기판의 마이크로 유체채널이 형성된 일측을 본딩하는 제 3 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 전극을 형성하는 제 4 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 형성된 두 전극 사이에 상기 실리콘 나노와이어만 남도록 제 1 실리콘 기판의 일부를 식각하는 제 5 단계와, 본딩된 상기 마이크로 유체채널이 형성된 상기 제 2 실리콘 기판의 하부에 홀을 뚫어 유체의 유입을 위한 제 1 호스 연결부 및 유출을 위한 제 2 호스 연결부를 형성하는 제 6 단계를 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계는, 상기 실리콘 나노와이어는 상기 제 1 실리콘 기판에 실리콘 질화막을 형성하는 제 a 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 건식 식각공정을 통해 칼럼구조를 형성하는 제 b 단계와, 상기 칼럼구조가 형성된 상기 제 1 실리콘 기판에 비등방성 습식 식각공정을 통해 지지 구조물 및 실리콘 나노와이어 형성을 위한 역삼각형의 실리콘 구조물을 형성하는 제 c 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 습식 산화막 공정을 통해 실리콘 나노와이어를 형성하는 제 d 단계와, 제작된 상기 실리콘 나노와이어의 상부를 덮고 있는 상기 실리콘 질화막을 인산용액을 이용하여 제거하는 제 e 단계와, 상기 실리콘 질화막 제거를 통해 노출된 상기 실리콘 나노와이어 표면을 건식 산화막 공정을 이용하여 얇은 산화막을 형성시키는 제 f 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 제 1 실리콘 기판의 중앙부에 실리콘 나노와이어를 제작하는 제 1 단계와, 제 2 실리콘 기판에 마이크로 유체채널을 형성하는 제 2 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판의 상기 실리콘 나노와이어가 형성된 일측과 상기 제 2 실리콘 기판의 마이크로 유체채널이 형성된 일측을 본딩하는 제 3 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 전극을 형성하는 제 4 단계와, 상기 제 1 실리콘 기판에 형성된 두 전극 사이에 상기 실리콘 나노와이어만 남도록 제 1 실리콘 기판의 일부를 식각하는 제 5 단계와, 본딩된 상기 마이크로 유체채널이 형성된 상기 제 2 실리콘 기판의 하부를 연마하여 상기 마이크로 유체채널을 통하여 상기 실리콘 나노와이어의 일부를 외부로 노출시키는 제 6 단계와, 상기 제 2 실리콘 기판에 제 3 기판을 부착하는 제 7 단계를 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 나노와이어의 단면적은 역삼각형 구조일 수 있다.
또한, 상기 실리콘 나노와이어는 수 ㎛ 내지 수백 ㎛로 형성될 수 있다.
또한, 상기 마이크로 유체채널은 상기 실리콘 나노와이어와 소정각도를 형성할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 유체채널은 상기 실리콘 나노와이어와 직교하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 3 기판은 PDMS(Polydimethysiloane)일 수 있다.
또한, 상기 제 3 기판에는 상기 유체채널에 연결되는 유입구와 유출구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 실리콘 나노와이어 표면에 타겟분자를 포획하는 리셉터를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 실리콘 나노와이어 바이오센서에 있어 하나의 기판상에 실리콘 나노와이어와 마이크로 유체채널이 동시에 집적할 수 있는 방법을 제공하며, 이를 통해 실리콘 나노와이어 바이오센서의 소형화 및 패키징 공정의 단순화를 통한 제품의 저가격화를 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 나노와이어 바이오 센서를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오 센서의 제조 순서를 보여주는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 나노와이어 센서를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오 센서의 제조순서를 보여주는 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오 센서의 제조 순서를 보여주는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 나노와이어 센서를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오 센서의 제조순서를 보여주는 순서도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참고하면, 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)는 실리콘 나노와이어(190)가 형성된 제 1 실리콘 기판(110)을 포함한다. 또한, 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)는 제 1 실리콘 기판(110)의 일면에 형성되는 전극(150)을 포함한다.
실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)는 제 1 실리콘 기판(110)의 타면에 부착되고, 내부에 마이크로 유체채널(130)이 형성되는 제 2 실리콘 기판(120)을 포함한다. 이때, 마이크로 유체채널(130)은 실리콘 나노와이어(190)와 소정각도로 형성될 수 있다.
특히 마이크로 유체채널(130)은 실리콘 나노와이어(190)와 직각으로 형성될 수 있다. 따라서 마이크로 유체채널(130)을 유동하는 유체가 실리콘 나노와이어(190)에 정확하게 접촉할 수 있다.
한편, 제 2 실리콘 기판(120)의 배면에는 제 1 호스 연결부(181)와 제 2 호스 연결부(182)가 형성될 수 있다. 이때, 제 1 호스 연결부(181)와 제 2 호스 연결부(182)는 외부로부터 유체가 유입되거나 유출되도록 호스(미도시)가 연결될 수 있다.
구체적으로 제 1 호스 연결부(181)와 제 2 호스 연결부(182)는 제 2 실리콘 기판(120)의 배면으로부터 관통하여 마이크로 유체채널(130)와 연통될 수 있다. 따라서 제 1 호스 연결부(181)로 외부로 유입된 유체는 마이크로 유체채널(130)을 유동한 후, 제 2 호스 연결부(182)를 통하여 외부로 유출될 수 있다.
제 1 호스 연결부제 2 호스 연결부한편, 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)는 실리콘 나노와이어(190) 표면에 부착하는 리셉터(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)의 제조 순서를 보여주는 순서도이다.
도 2를 참고하면, 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)의 제작방법을 살펴보면, 제 1 실리콘 기판(110)에 실리콘 나노와이어(190)를 형성할 수 있다.(도 2a 참고)
구체적으로 실리콘 나노와이어(190)를 형성하는 방법을 살펴보면, 우선 실리콘 나노와이어(190)는 제 1 실리콘 기판(110)에 실리콘 질화막(111)을 형성할 수 있다. 이때, 제 1 실리콘 기판(110)에 건식 식각공정을 통해 칼럼구조(112)를 형성할 수 있다.
한편, 상기의 과정이 완료되면, 칼럼구조(112)가 형성된 제 1 실리콘 기판(110)에 비등방성 습식 식각공정을 통해 지지 구조물(미표기) 및 실리콘 나노와이어(190) 형성을 위한 역삼각형의 실리콘 구조물(116)을 형성할 수 있다. 이때, 비등방성 습식 식각공정에 사용되는 식각용액은 이등방성 식각 용액이 사용될 수 있다.
상기와 같이 역삼각형의 실리콘 구조물(116)을 형성한 후, 제 1 실리콘 기판(110)에 습식 산화막 공정을 통해 실리콘 나노와이어(190)를 형성할 수 있다.
이때, 제작된 실리콘 나노와이어(190)의 상부를 덮고 있는 실리콘 질화막(111)을 인산용액을 이용하여 제거할 수 있다. 이후 실리콘 질화막(111) 제거를 통해 노출된 실리콘 나노와이어(190) 표면을 건식 산화막 공정을 이용하여 얇은 산화막(115)을 형성하여 실리콘 나노와이어(190)의 제작을 완료한다.
이때, 실리콘 나노와이어(190)의 단면 크기 조절은 실리콘 질화막(111)의 형성 두께를 조절함으로써 이루어진다. 또한, 상기와 같이 제조된 실리콘 나노와이어(190)의 단면은 역삼각형 구조인 것을 특징으로 하며, 실리콘 나노와이어(190)의 길이는 수 ㎛ 내지 수백 ㎛로 형성시킬 수 있다.
한편, 상기 지지 구조물은 실리콘 나노와이어(190)의 양쪽끝이 연결된 구조를 가질 수 있다.
상기와 같이 제 1 실리콘 기판(110)에 실리콘 나노와이어(190)를 형성한 후, 제 2 실리콘 기판(120)에 마이크로 유체채널(130)을 형성할 수 있다. 이때, 마이크로 유체채널(130)은 제 2 실리콘 기판(120)의 일면으로부터 인입되도록 형성될 수 있다.(도 2b)
상기의 과정이 완료되면, 마이크로 유체채널(130)을 제외한 제 2 실리콘 기판(120)의 일면에 접착물질(140)을 도포한다. 이때, 접착물질(140)은 스핀 코팅이 가능하며 고온에서 접착성이 있는 물질을 선택한다. 또한, 접착물질(140)은 전기 절연성이 좋고, 열적으로 안정한 물질을 사용한다.
특히 제 2 실리콘 기판(120)은, 열산화막이 형성하거나 기타 절연막이 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 접착물질(140)은 상온에서 고체를 형성하고 고온에서 접착성이 생기는 물질을 포함한다. 예를 들면, 접착물질(140)은 벤조시틀로부텐(BCB, benzocyclobutene)를 사용할 수 있다.(도 2c)
한편, 제 1 실리콘 기판(110)과 제 2 실리콘 기판(120)이 서로 대향되게 제 1 실리콘 기판(110)을 준비하여 제 2 실리콘 기판(120)에 본딩(bonding)한다. 이때, 접착물질(140)은 상기와 같이 도포되어 제 1 실리콘 기판(110) 및 제 2 실리콘 기판(120)을 부착시킬 수 있다.(도 2d)
한편, 제 1 실리콘 기판(110)과 제 2 실리콘 기판(120)을 본딩한 후, 제 1 실리콘 기판(110)의 하부를 소정두께로 갈아내고 연마한다. 제 1 실리콘 기판(110)의 하면에 전극(150)을 형성시킬 수 있다.(도 2e)
전극(150)이 형성된 후에는 제 1 실리콘 기판(110)의 하면에 전극보호물질(160)을 도포하고 패터닝한다. 이때, 전극보호물질(160)은 포토레지스트를 사용할 수 있다. 이때, 전극보호물질(160)을 패터닝하여 제 1 실리콘 기판(110)의 일부를 외부로 노출시킬 수 있다.(도 2f 및 도 2g)
한편, 전극보호물질(160)을 패터닝한 후 건식식각(Dry etch)를 통하여 제 1 실리콘 기판(110)의 일부를 제거할 수 있다. 이때, 제 1 실리콘 기판(110)은 양측에 전극(150)이 형성되는 제 1 전극기판(111)과 제 2 전극기판(112)으로 분리될 수 있다. 따라서 제 1 전극기판(111)과 제 2 전극기판(112)은 서로 소정간격 이격되어 전기적으로 분리될 수 있다.
구체적으로 전극보호물질(160)을 패터닝하여 건식식각하는 경우 제 1 실리콘 기판(110)의 일부가 식각되어 실리콘 나노와이어(190)만 남게 될 수 있다. 따라서 실리콘 나노와이어(190)는 식각된 부분을 통하여 외부로 노출될 수 있다.
이때, 제 1 실리콘 기판(110)은 두 부분으로 나뉘어서 제 1 전극기판(111)과 제 2 전극기판(112)을 형성할 수 있다. 또한, 제 1 전극기판(111)과 제 2 전극기판(112)는 실리콘 나노와이어(190)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. (도 2h)
상기의 과정이 완료되면, 전극보호물질(160)을 제거할 수 있다. 이때, 전극보호물질(160)이 제거되면, 전극(150)은 외부로 노출될 수 있다.(도 2i)
한편, 전극(150)을 외부로 노출시킨 후, 마이크로 유체채널(130)이 외부와 연통하도록 제 1 호스 연결부(181)와 제 2 호스 연결부(182)를 제 2 실리콘 기판(120)에 형성시킬 수 있다. 이때, 제 1 호스 연결부(181)와 제 2 호스 연결부(182)는 홀 형태로 형성되어 제 2 실리콘 기판(120)의 배면으로부터 마이크로 유체채널(130)까지 관통될 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 상기 리셉터를 포함하는 용액을 마이크로 유체채널(130)로 유입시킬 수 있다. 상기 리셉터는 타겟분자를 포획하도록 실리콘 나노와이어(190)의 표면에 부착될 수 있다.
이때, 상기 리셉터는 상기에서 설명한 바와 같이 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 중 적어도 하나를 포함으로써 다양한 형태의 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)를 구현시킬 수 있다.
따라서 실리콘 나노와이어 바이오 센서(100)는 일체화되어 다양한 형태의 바이오 물질 등을 간편하고 정확하게 측정할 수 있다. 이때, 다양한 형태의 바이오 물질을 포함하는 용액은 제 1 호스 연결부(181)를 통하여 마이크로 유체채널(130)를 유동하고, 상기 제 2 호스 연결부로 유출됨으로써 실시간으로 바이오 물질의 상태를 측정할 수 있다.
예를 들면, 혈액을 제 1 호스 연결부(181)를 통하여 마이크로 유체채널(130) 및 제 1 호스 연결부(181)로 계속해서 유동시키면서 혈액의 상태를 지속적으로 측정할 수 있다. 특히, 혈액은 마이크로 유체채널(130) 내부를 유동하면서 실리콘 나노와이어(190) 또는 상기 리셉터와 접촉함으로써 정확하고 신속하게 상태에 대한 데이터를 실시간으로 측정될 수 있다.
따라서 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조 방법은 실리콘 나노와이어(190)와 유체가 접촉하도록 마이크로 유체채널(130)을 간편하고 신속하게 형성시킬 수 있다. 또한, 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조 방법은 하나의 기판상에 실리콘 나노와이어(190)와 마이크로 유체채널(130)이 동시에 집적할 수 있는 방법을 제공하며, 이를 통해 실리콘 나노와이어 바이오센서(100)의 소형화 및 패키징 공정의 단순화를 통한 제품의 저가격화를 이룰 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 나노와이어 바이오 센서(200)를 보여주는 사시도이다.
도 3을 참고하면, 실리콘 나노와이어 바이오 센서(200)는 제 1 실리콘 기판(210), 제 2 실리콘 기판(220), 전극(250) 및 리셉터(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 제 1 실리콘 기판(210), 제 2 실리콘 기판(220), 전극(250) 및 상기 리셉터는 상기 도 1에서 설명한 바와 유사하게 형성되므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 실리콘 나노와이어 바이오 센서(200)는 제 2 실리콘 기판(220)에 부착하는 제 3 기판(270)을 포함할 수 있다. 이때, 제 3 기판(270)은 PDMS(Polydimethysiloane)으로 형성될 수 있다.
또한, 제 3 기판(270)은 제 2 실리콘 기판(220)에 부착되어 마이크로 유체채널(230)을 외부와 단절시킬 수 있다. 이때, 제 3 기판(270)에는 마이크로 유체채널(230)을 외부와 연통되도록 유입구(280) 및 유출구(미도시)가 형성될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오 센서(200)의 제조순서를 보여주는 순서도이다.
도 4를 참고하면, 제 1 실리콘 기판(210)에 실리콘 나노와이어(290)를 형성한다.(도 4a 참고) 이때, 실리콘 나노와이어(290)를 형성하는 과정은 상기에서 설명한 바와 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 1 실리콘 기판(210)에 실리콘 나노와이어(290)를 형성한 후, 제 2 실리콘 기판(220)에 마이크로 유체채널(130)을 형성한다. (도 4b)
상기의 과정이 완료되면, 마이크로 유체채널(230)을 제외한 제 2 실리콘 기판(220)의 일면에 접착물질(240)을 도포하여 제 1 실리콘 기판(210) 및 제 2 실리콘 기판(220)을 본딩시킨다. 이때, 제 1 실리콘 기판(210) 및 제 2 실리콘 기판(220)의 본딩하는 방법은 상기 도 2에서 설명한 바와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.(도 4c 및 도 4d)
한편, 제 1 실리콘 기판(210)과 제 2 실리콘 기판(220)을 본딩한 후, 제 1 실리콘 기판(210)의 하부를 소정두께로 갈아내고 연마한 후, 제 1 실리콘 기판(210)의 하면에 전극(250)을 형성시킬 수 있다. 이때, 전극(250)을 형성시키는 방법은 도 2에서 설명한 바와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.(도 4e 내지 도 4i)
한편, 전극(250)을 외부로 노출시킨 후, CMP 공정(Chemical mechanical planarization)을 통하여 마이크로 유체채널(230)을 외부로 노출시킨다. (도 4j)
이때, 노출된 마이크로 유체채널(230)을 통해 타겟분자를 포획하기 위한 리셉터를 실리콘 나노와이어(290) 표면에 부착할 수 있다. 또한, 상기 리셉터를 부착하는 방법은 상기 도 2에서 설명한 바와 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 리셉터를 실리콘 나노와이어(290) 표면에 부착한 후, 제 2 실리콘 기판(220)의 일면에 제 3 기판(270)을 부착시킬 수 있다. 이때, 제 3 기판(270)은 상기에서 설명한 바와 같이 PDMS(Polydimethylsiloxane)일 수 있다. 또한, 제 3 기판(270)에는 마이크로 유체채널(230)에 연통되도록 유입구(280)와 상기 유출구가 형성될 수 있다. 따라서 마이크로 유체채널(230)은 유입구(280) 및 상기 유출구와 연통하여 외부의 유체가 유동할 수 있다.(도 4k)
따라서 실리콘 나노와이어 바이오 센서(200)는 일체화되어 다양한 형태의 바이오 물질 등을 간편하고 정확하게 측정할 수 있다. 이때, 다양한 형태의 바이오 물질을 포함하는 용액은 유입구(280)를 통하여 마이크로 유체채널(230)를 유동하고, 상기 유출구로 유출됨으로써 실시간으로 바이오 물질을 검출할 수 있다.
예를 들면, 혈액을 유입구(280)를 통하여 마이크로 유체채널(230) 및 유입구(280)로 계속해서 유동시키면서 혈액의 상태를 지속적으로 측정할 수 있다. 특히, 혈액은 마이크로 유체채널(230) 내부를 유동하면서 실리콘 나노와이어(290) 또는 상기 리셉터와 접촉함으로써 정확하고 신속하게 상태에 대한 데이터를 실시간으로 측정될 수 있다.
따라서 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조 방법은 실리콘 나노와이어(290)와 유체가 접촉하도록 마이크로 유체채널(230)을 간편하고 신속하게 형성시킬 수 있다. 또한, 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조 방법은 마이크로 유체채널(230)을 통하여 하나의 기판상에 실리콘 나노와이어(290)와 마이크로 유체채널(230)이 동시에 집적할 수 있는 방법을 제공하며, 이를 통해 실리콘 나노와이어 바이오센서(200)의 소형화 및 패키징 공정의 단순화를 통한 제품의 저가격화를 이룰 수 있다
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100,200 : 실리콘 나노와이어 바이오 센서
110,210 : 제 1 실리콘 기판
120,220 : 제 2 실리콘 기판
130,230 : 마이크로 유체채널
140,240 : 접착물질
150,250 : 전극
160,260 : 전극보호물질
190,290 : 실리콘 나노와이어
110,210 : 제 1 실리콘 기판
120,220 : 제 2 실리콘 기판
130,230 : 마이크로 유체채널
140,240 : 접착물질
150,250 : 전극
160,260 : 전극보호물질
190,290 : 실리콘 나노와이어
Claims (8)
- 제 1 실리콘 기판의 중앙부에 실리콘 나노와이어를 제작하는 제 1 단계;
제 2 실리콘 기판에 마이크로 유체채널을 형성하는 제 2 단계;
상기 제 1 실리콘 기판의 상기 실리콘 나노와이어가 형성된 일측과 상기 제 2 실리콘 기판의 마이크로 유체채널이 형성된 일측을 본딩하는 제 3 단계;
상기 제 1 실리콘 기판에 전극을 형성하는 제 4 단계;
상기 제 1 실리콘 기판에 형성된 두 전극 사이에 상기 실리콘 나노와이어만 남도록 제 1 실리콘 기판의 일부를 식각하는 제 5 단계; 및
본딩된 상기 마이크로 유체채널이 형성된 상기 제 2 실리콘 기판의 하부에 홀을 뚫어 유체의 유입을 위한 제 1 호스 연결부 및 유출을 위한 제 2 호스 연결부를 형성하는 제 6 단계;를 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 제조방법.
- 제 1 실리콘 기판의 중앙부에 실리콘 나노와이어를 제작하는 제 1 단계;
제 2 실리콘 기판에 마이크로 유체채널을 형성하는 제 2 단계;
상기 제 1 실리콘 기판의 상기 실리콘 나노와이어가 형성된 일측과 상기 제 2 실리콘 기판의 마이크로 유체채널이 형성된 일측을 본딩하는 제 3 단계;
상기 제 1 실리콘 기판에 전극을 형성하는 제 4 단계;
상기 제 1 실리콘 기판에 형성된 두 전극 사이에 상기 실리콘 나노와이어만 남도록 제 1 실리콘 기판의 일부를 식각하는 제 5 단계; 및
본딩된 상기 마이크로 유체채널이 형성된 상기 제 2 실리콘 기판의 하부를 연마하여 상기 마이크로 유체채널을 통하여 상기 실리콘 나노와이어의 일부를 외부로 노출시키는 제 6 단계; 및 상기 제 2 실리콘 기판에 제 3 기판을 부착하는 제 7 단계;를 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 제조방법.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 마이크로 유체채널은 상기 실리콘 나노와이어와 소정각도를 형성하는 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법.
- 청구항 3에 있어서,
상기 마이크로 유체채널은 상기 실리콘 나노와이어와 직교하도록 형성되는 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제 3 기판은 PDMS(Polydimethysiloane)인 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제 3 기판에는 상기 유체채널에 연결되는 유입구와 유출구가 형성되는 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 실리콘 나노와이어 표면에 타겟분자를 포획하는 리셉터를 부착하는 단계를 더 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 중 적어도 하나를 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110018290A KR101220285B1 (ko) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110018290A KR101220285B1 (ko) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120099834A KR20120099834A (ko) | 2012-09-12 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110018290A KR101220285B1 (ko) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 실리콘 나노와이어 바이오 센서 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20160022602A (ko) * | 2014-08-20 | 2016-03-02 | 포항공과대학교 산학협력단 | 수직 미세유체 제어 장치를 이용한 나노 그물망 전계효과 센서 및 그 제조방법. |
| KR20160104485A (ko) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | 나노선을 구비한 나노선 전계효과 센서 및 그 제조방법 |
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2011
- 2011-03-02 KR KR1020110018290A patent/KR101220285B1/ko not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120099834A (ko) | 2012-09-12 |
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