KR101287445B1 - 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 - Google Patents
바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101287445B1 KR101287445B1 KR1020090094662A KR20090094662A KR101287445B1 KR 101287445 B1 KR101287445 B1 KR 101287445B1 KR 1020090094662 A KR1020090094662 A KR 1020090094662A KR 20090094662 A KR20090094662 A KR 20090094662A KR 101287445 B1 KR101287445 B1 KR 101287445B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transistor
- biosensor
- substrate
- drain
- source
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000002090 nanochannel Substances 0.000 claims abstract description 41
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 25
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 11
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 claims description 10
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 10
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims description 6
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 claims description 6
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 claims description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000013077 target material Substances 0.000 abstract description 16
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 8
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 102100021768 Phosphoserine aminotransferase Human genes 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- 102100023635 Alpha-fetoprotein Human genes 0.000 description 2
- 102100034256 Mucin-1 Human genes 0.000 description 2
- 108010008707 Mucin-1 Proteins 0.000 description 2
- 102100022019 Pregnancy-specific beta-1-glycoprotein 2 Human genes 0.000 description 2
- 230000002494 anti-cea effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
- H01L29/0665—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
본 발명의 바이오 센서 어레이 소자는 기판, 기판 상부에 형성된 소스 및 드레인, 소스 및 드레인 상부에 형성된 게이트, 소스 및 드레인 사이에 형성되는 실리콘 나노 채널을 포함하는 트랜지스터; 및 기판 하부를 식각하여 노출된 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널에 부착되어, 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 포함하는 복수의 바이오 센서 셀을 포함하며, 복수의 바이오 센서 셀이 어레이 형태를 갖는다. 따라서, 고 집적된 어레이 구조를 통해 타겟 물질을 많은 센서 셀에서 빠른 시간에 검출할 수 있다.
바이오CMOS, 1T 구조, 바이오 센서 어레이
Description
본 발명은 바이오 센서 소자에 관한 것으로, 특히 하나의 트랜지스터로 구현되는 복수의 바이오 센서 셀을 포함하는 어레이 형태를 갖는 바이오 센서 어레이 소자에 관한 것이다.
도 1a는 종래 기술에 따른 바이오 CMOS 구조를 나타내는 단면도이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 EG ISFET(Extended-Gate ISFET)를 나타내는 도면이다.
도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 바이오 CMOS 구조(100)에서는 일반적인 IC(interconnection) 구조에서 패드를 오픈시키고 상부의 금속 전극 어레이(110)를 반응부로 하여 프로브 분자와 타겟 분자의 결합을 검출한다. 따라서 주로 산화-환원 반응과 같은 전기화학적 방식의 바이오 센서를 이용한다. 하지만, 전기화학적 방식은 질병 조기 진단용 바이오 마커처럼 매우 적은 양의 타겟 물질을 검출하는 바이오 센서로 사용하기에는 민감도의 한계가 있다.
이와 유사한 종래 기술로서, ISFET(Ion selective field-effect transistor) 이 있다. ISFET는 게이트(또는 게이트 옥사이드 자체)가 시험 용액에 노출되는 방식이며, 게이트 전극과 같이 용액에 게이트 전압을 인가해주는 기준 전극(reference electrode)을 포함한다. ISFET은 게이트 절연막에 타겟 물질이 얼마나 붙느냐에 따라 게이트(기준 전극) 전압과 채널 사이에 포텐셜 차이를 발생시켜 문턱 전압이 변하는 것을 측정한다. 그러나 이러한 방식 역시 검출 농도에 한계가 있어 질병 조기 진단용 바이오 마커로 사용하기는 어렵다.
이러한 ISFET를 개량한 것으로 EG ISFET이 있다.
도 1b를 참조하면, EG ISFET는 상부 금속 배선이 게이트에 추가로 연결되어 ISFET보다 좀 더 넓은 레이아웃 면적을 가지며, 따라서 더 많은 타겟 물질이 결합되도록 할 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 실리콘 나노 채널을 이용한 바이오 센서를 나타내는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 바이오 센서(200)는 반도체 기판(210) 상에 소스(240)와 드레인(250)이 형성되어 있으며, 소스(240)와 드레인(250) 사이에 실리콘 나노 채널(230)이 형성되어 있다.
실리콘 나노 채널(p-SOI layer로 이루어짐)(230)은 절연층(220)에 의해 반도체 기판(210)과 절연되며, 실리콘 나노 채널(230)의 표면에는 프로브 분자(260)들(예를 들면, ssDNA(single-stranded DNA), 항체, 특정 단백질 등)이 고정되어 있다.
타겟 분자(예를 들면, DNA, 단백질, 항원, 유해가스, 식품독소 등)(270)가 주입되면, 타겟 분자(270)들이 프로브 분자(260)들과 상호 반응하여 실리콘 나노 채널(230)의 전기장(electrical field)이 변화되며, 이에 따라 실리콘 나노 채널(230) 표면의 전위가 변하게 되어 결국 실리콘 나노 채널(230)의 전기전도도(conductivity)가 변화된다. 이러한 전기전도도의 변화를 실시간으로 관찰함으로써 타겟 분자(270)를 검출할 수 있다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 나노 채널 바이오 센서(200)는 ISFET에 비하여 적은 양의 타겟 물질만으로도 fM 이하의 고감도 검출이 가능하며, 비표지 방식의 전기적인 검출이 가능하다.
하지만, 나노 채널 바이오 센서(200)의 경우 트랜지스터 구조의 반응부가 외부로 노출되어야 하기 때문에 어레이 구조의 바이오 CMOS 기술에 적용하기 위해서는 기존 CMOS 공정이 많이 변형되어야 하는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판 하부에 반응부를 만들고 나노 채널 바이오 센서를 이용한 셀을 구현하여, 타겟 물질을 전기적으로 검출할 수 있는 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자는,
기판;
기판 상부에 형성된 소스 및 드레인;
상기 소스 및 드레인 상부에 형성된 게이트;
상기 소스 및 드레인 사이에 형성되는 실리콘 나노 채널을 포함하는 트랜지스터; 및
상기 기판 하부를 식각하여 노출된 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널에 고정되어, 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 포함하는 복수의 바이오 센서 셀을 포함하며,
상기 복수의 바이오 센서 셀이 어레이 형태를 갖는다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 문턱 전압 변화를 감지하여 상기 프로브 분자와 상기 타겟 분자와의 결합 여부를 알아낼 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 채널 선폭에 따라 검출 민감도가 달라질 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 게이트 전압을 조절하여 검출 민감도가 높은 동작점에서 상기 트랜지스터를 구동할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류이다.
이 실시예에 있어서, 상기 기판은 SOI 기판이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자의 제작 방법은,
반도체 기판 상부에 소스, 드레인 및 게이트를 형성하고, 상기 소스 및 드레인 사이에 실리콘 나노 채널을 형성하여 트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 기판 하부를 식각하여 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널을 노출시키 는 단계; 및
상기 실리콘 나노 채널에 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 부착시키는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 문턱 전압 변화를 감지하여 상기 프로브 분자와 상기 타겟 분자와의 결합 여부를 알아낼 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 채널 선폭을 조절하여 검출 민감도를 결정할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류이다.
이 실시예에 있어서, 상기 기판은 SOI 기판이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 칩은,
기판;
기판 상부에 형성된 소스 및 드레인;
상기 소스 및 드레인 상부에 형성된 게이트;
상기 소스 및 드레인 사이에 형성되는 실리콘 나노 채널을 포함하는 트랜지스터; 및
상기 기판 하부를 식각하여 노출된 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널에 부착되어, 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 포함하는 복수의 바이오 센서 셀을 포함하는 바이오 센서 어레이 소자;
상기 바이오 센서 어레이 소자와 접착하여 상기 바이오 센서 어레이 소자를 패키징하는 패키징 수단; 그리고
상기 기판의 상부 방향으로 부착되는 복수의 핀을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 문턱 전압 변화를 감지하여 상기 프로브 분자와 상기 타겟 분자와의 결합 여부를 알아낼 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 게이트 전압을 조절하여 검출 민감도가 높은 동작점에서 상기 트랜지스터를 구동할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류이다.
이 실시예에 있어서, 상기 프로브 분자는 ssDNA, 항체, 또는 특정 단백질과 특이 결합하는 단백질일 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 타겟 분자는 상기 프로브 분자에 대응하는 상보적인 ssDNA, 항원, 또는 특정 단백질일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 칩의 제작 방법은,
반도체 기판 상부에 소스, 드레인 및 게이트를 형성하고, 상기 소스 및 드레인 사이에 실리콘 나노 채널을 형성하여 트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 기판 하부를 식각하여 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널을 노출시키고, 상기 실리콘 나노 채널에 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 부착시켜 바이오 센서 어레이 소자를 제작하는 단계;
제작된 상기 바이오 센서 어레이 소자를 패키징하는 단계;
상기 패키징 후 상기 바이오 센서 어레이 소자를 와이어 본딩하는 단계; 및
상기 바이오 센서 어레이 소자에 복수의 핀을 기판의 상부 방향으로 부착하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터의 게이트 전압을 조절하여 검출 민감도가 높은 동작점에서 상기 트랜지스터를 구동할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류이다.
본 발명에 따른 바이오 센서 어레이 소자에 의하면, 기존의 DRAM이나 ZRAM과 유사한 구조를 그대로 사용하기 때문에 구조와 구동이 간단하며, 많은 센서 셀을 빠른 시간 안에 전기적으로 검출할 수 있다.
또한, 센서의 반응부인 채널을 상부에서 식각하여 열어주지 않고, 기판 하부에서 열어주어, 게이트를 사용할 수 있어 1T 구조로 구현할 수 있으며, 상부 금속배선 레이아웃과 상관없이 적은 면적으로 센서 셀을 구현할 수 있다.
또, 실리콘 채널로 나노 채널을 사용하여 셀 하나의 면적이 작고, 1T 구조이기 때문에 고집적이 가능하다. 트랜지스터의 채널 도핑 농도를 줄이면 민감도가 개선되며, 게이트 전압을 조절하면 센서 민감도가 높은 트랜지스터 동작점에서 구동이 가능하다.
또한, 타겟 물질의 농도가 매우 낮은 경우 하나의 셀에서 검출이 안되더라도 복수의 고집적된 어레이 구조에서 검출하면 검출 민감도를 개선할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기 에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자의 구조를 설명하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자(300)는 어레이 형태를 갖는 복수의 바이오 센서 셀(305)을 포함한다.
바이오 센서 셀(305)은 트랜지스터(310) 및 프로브 분자(260)를 포함한다.
트랜지스터(310)는 기판(320), 기판(320) 상부에 형성된 소스(240) 및 드레인(250), 소스(240) 및 드레인(250) 상부에 형성된 게이트(315), 소스(240) 및 드레인(250) 사이에 형성되는 실리콘 나노 채널(230)을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 기판은 SOI(Silicon On Insulator) 기판이므로, 기판(320)은 절연막(325)을 포함한다.
트랜지스터(310)들이 존재하는 영역은 셀 트랜지스터 영역(Cell Tr Region) 과 로직 트랜지스터 영역(Logic Tr Region)으로 구분된다.
셀 트랜지스터 영역(Cell Tr Region)은 메모리 셀로 동작하는 트랜지스터들이 존재하는 영역이고, 로직 트랜지스터 영역(Logic Tr Region)은 메모리 셀을 구동하기 위한 구동 회로로 동작하는 트랜지스터들이 존재하는 영역이다.
이 트랜지스터(310)들 중 셀 트랜지스터 영역(Cell Tr Region)에 있는 트랜지스터들은 기판(320) 하부가 식각됨으로 인해 실리콘 나노 채널(230)이 외부에 노출되어 있다.
따라서 각각의 트랜지스터들이 나노 채널 바이오 센서에 해당한다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자(300)는 1T-바이오 CMOS 구조라고 할 수 있는데, 여기서 1T 구조란 하나의 트랜지스터로 하나의 메모리 셀이 구현되는 것을 말한다.
각각의 나노 채널 바이오 센서(200)들을 하나의 트랜지스터로 구현하기 위하여, 본 발명에서 사용되는 트랜지스터들은 1T-DRAM(일명 Z-RAM)을 구성하는 트랜지스터일 수 있다. 1T-DRAM은 SOI 웨이퍼 기반의 메모리 소자이다.
SOI 웨이퍼를 기반으로 하는 트랜지스터를 사용함으로써 기판 하부가 식각되더라도 나노 채널 바이오 센서에서와 같은 실리콘 나노 채널(230)이 존재할 수 있게 된다.
실리콘 채널로 나노 채널을 사용하면 셀 하나의 면적이 작아지고, 따라서 고집적이 가능해진다.
프로브 분자(260)는 기판 하부를 식각하여 노출된 트랜지스터의 실리콘 나노 채널(230)에 부착(또는 고정)되는데, 외부로부터 타겟 분자(270)가 주입되면 이 타겟 분자(270)와 결합한다.
본 발명에서는 기판의 바닥면에 반응부를 만들어서, 트랜지스터의 채널 하부의 고정화된 프로브 분자(260)에 타겟 분자(270)가 결합되었을 때, 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)의 변화를 감지하는 원리를 이용하여 타겟 물질을 검출한다.
센서의 반응부인 채널(230)을 상부에서 식각하여 열어주지 않고, 기판(320) 하부에서 열어주면, 게이트를 이용할 수 있어 1T 구조로 구현할 수 있으며, 상부 금속배선 레이아웃과 상관없이 적은 면적으로 센서 셀을 구현할 수 있다.
이하에, 트랜지스터의 문턱 전압의 변화를 감지하는 원리에 대해 상세히 설명한다.
도 4a 및 도4b는 도 3의 바이오 센서 어레이 소자에 포함되는 트랜지스터의 문턱 전압 변화로 인한 채널 전류의 차이를 설명하는 도면이다.
바이오 센서 어레이 소자에 포함되는 트랜지스터의 문턱 전압 변화로 인한 채널 전류의 차이를 설명하기 위해서는 1T-DRAM의 메모리 셀을 구성하는 트랜지스터의 동작 모드에 대해 알아야 할 필요가 있다.
1T-DRAM은 앞에서 설명한 바와 같이 SOI 웨이퍼를 기반으로 하여 제작되기 때문에 트랜지스터의 채널이 바디 역할을 하는 플로팅 바디 효과(floating body effect)를 갖는다.
메모리 셀에 '1'을 프로그램하고자 할 경우에는, 트랜지스터의 드레인에 양의 전압을 인가한다. 그러면, 전계가 큰 드레인 부근에서 충격 이온화(impact ionization)에 의하여 전자-홀 쌍(electron-hall pair)이 생성되고, 전자는 드레인을 통해 빠져나가지만, 채널 플로팅 바디에는 홀이 모여 바디 포텐셜(body potential)을 높이게 된다. 따라서 트랜지스터의 문턱 전압이 낮아지게 된다.
메모리 셀에 '0'을 프로그램하고자 할 경우에는, 트랜지스터의 드레인에 음의 전압을 인가한다. 그러면 홀들이 드레인을 통해 빠져나가는 것과 같은 효과가 발생하고 채널 플로팅 바디에는 상대적으로 전자가 모이게 되어 바디 포텐셜을 낮추게 된다. 따라서 트랜지스터의 문턱 전압이 높아지게 된다.
이와 같이, SOI 구조 트랜지스터의 플로팅 바디 효과에 의해 문턱 전압의 차이가 발생하며, 이에 따른 전류의 변화를 감지하여 데이터를 리드(read)할 수 있다.
이와 동일한 원리를 이용하여 트랜지스터의 채널 하부의 고정화된 프로브 분자에 타겟 분자가 결합되었는지 여부를 판별할 수 있다.
본 발명에서는 트랜지스터에 '1'이 프로그램 되었는지 '0'이 프로그램 되었는지에 대해서는 중요하게 생각하지 않는다. 대신에 프로브 분자에 타겟 분자가 결합되었는지 여부에 따라 채널에 흐르는 전류의 변화를 감지하는 것에 초점을 맞춘다.
도 4a 및 4b를 참조하면, I0는 타겟 분자가 외부로부터 주입되지 않은 경우에 흐르는 초기 전류를 나타내고, I1은 타겟 분자(특히 (-)전하를 갖는)가 외부로부터 주입된 경우에 흐르는 나중 전류를 나타낸다.
트랜지스터(Tr)의 채널 하부의 고정화된 프로브 분자에 (-)전하를 갖는 타겟 분자가 결합하면, 트랜지스터(Tr)의 채널 바디에 전자가 모인 것처럼 동작하여 트랜지스터(Tr)의 문턱 전압이 증가하게 된다(메모리 셀에는 '0'이 저장된 것과 동일한 상태). 따라서 채널을 따라 흐르는 전류가 감소한다.
이와 같이 초기 전류 I0 와 나중 전류 I1를 비교하면 타겟 분자를 검출할 수 있다.
도 5는 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 프로브 분자와 타겟 분자의 결합 전후의 전류 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 게이트 전압(VG)이 동일한 경우 I0가 I1보다 ΔI 만큼 더 큰 것을 알 수 있다. 이것이 (-)전하를 갖는 타겟 분자(예를 들면 항원, Ag)가 트랜지스터의 채널 하부에 고정된 프로브 분자(예를 들면 항체, Ab)와 결합하여 트랜지스터의 문턱 전압이 높아졌기 때문이라는 것은 위에서 설명하였다.
다르게 설명하면, 문턱전압이 ΔVth만큼 차이가 나기 때문에 채널에 동일한 전류를 흐르게 하기 위해서는 게이트 전압을 ΔVth 만큼 상승시켜야 한다.
여기에서, 게이트 전압이 동일한 경우의 ΔI 값은 게이트 전압에 따라 달라지기 때문에 게이트 전압을 조절하면, ΔI 값이 큰 동작점, 즉, 센서 민감도가 높 은 트랜지스터의 동작점에서 트랜지스터를 구동할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자에 한가지 종류의 프로브 분자가 고정된 것을 나타내고, 도6b은 바이오 센서 어레이 소자에 여러 종류의 프로브 분자가 고정된 것을 나타내는 도면이다.
일반적인 프로브 분자의 예로는 ssDNA(single-stranded DNA), 항체, 특정 단백질과 특이 결합하는 단백질(예를 들어, biotin-avidin) 등을 들 수 있고, 타겟 분자의 예로는 프로브 분자에 대응하는 상보적인 ssDNA(complementary ssDNA), 항원, 특정 단백질 등을 들 수 있다.
도 6a 및 6b에서는 여러 타겟 분자 중 특히 질병 조기 진단용 바이오 마커의 역할을 할 수 있는 항원을 예로 들어 설명한다. 도 6a 및 6b에 도시된 Anti-PSA, Anti-AFP, Anti-CEA, Anti-Mucin-1은 암을 진단할 수 있는 바이오 마커들인 PSA, AFP, CEA, Mucin-1와 각각 특이적으로 결합하는 항체이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자(300)의 센서 셀 어레이 전체에 한 가지 종류의 바이오 마커(PSA)와 특이적으로 결합하는 항체(즉, PSA 항체(Anti-PSA))가 고정화된 것을 볼 수 있다.
이와 같이 하면, 타겟 물질의 농도가 매우 낮은 경우, 하나의 셀에서 타겟 물질이 검출이 되지 않더라도 복수의 고집적된 셀 어레이에서 검출하면 검출 민감도를 개선할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 바이오 센서 어레이 소자(300)의 센서 셀 어레이를 네 부분으로 나누어 각각의 센서 셀 어레이에 다른 종류의 바이오 마커와 각각 특이적으 로 결합하는 항체가 고정화된 것을 볼 수 있다.
즉, 바이오 센서 어레이 소자(300)의 제1 센서 셀 어레이 부분(300a)에는 PSA 항체(Anti-PSA)가 고정화되고, 제2 센서 셀 어레이 부분(300b)에는 AFP 항체(Anti-AFP)가, 제3 센서 셀 어레이 부분(300c)에는 CEA 항체(Anti-CEA)가, 제4 센서 셀 어레이 부분(300d)에는 Mucin-1 항체(Anti-Mucin-1)가 각각 고정화된다.
이와 같이 하면, 하나의 바이오 센서 어레이 소자로부터 여러 종류의 타겟 물질을 검출할 수 있다.
도6a 및 6b에는 X 디코더(620), 센스 앰프(630), Y 디코더(640) 등이 도시되어 있는데, 이것들은 일반적인 메모리 장치에서 사용되는 것과 동일한 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 바이오 센서 어레이 소자(300)를 이용한 타겟 물질 검출 장치에 대해서는 후술한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 칩을 설명하는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 타겟 물질 검출 장치를 설명하는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 바이오 센서 칩(700)은 본 발명에 따른 바이오 센서 어레이 소자(300), 패키징 수단(720), 와이어(730), 핀(740)을 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 바이오 센서 어레이 소자(300)를 패키징 수단(720)으로 패키징하고, 와이어(730) 본딩하여 만들어진다. 이 과정은 일반적인 반도체 소자에서 이루어지는 과정과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
다만, 바이오 센서 칩(700)에 부착되는 복수의 핀(740)의 방향이 일반적인 반도체 소자에서와 다르다. 즉, 트랜지스터의 채널 하부에 타겟 분자를 주입하기 위해서는 트랜지스터의 채널이 칩의 위쪽에 위치해야 하므로 핀(740)은 일반적인 반도체 소자에서의 방향과 반대인 기판의 상부 방향으로 부착되어야 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 타겟 물질 검출 장치(800)는 도 7에서 설명한 바이오 센서 칩(700)과 리더기(820)를 포함한다.
리더기(820)에는 바이오 센서 칩(700)이 부착될 수 있도록 바이오 센서 칩(700)의 핀(740)에 대응하는 홈이 형성되어 있다.
리더기(820)의 상부에는 트랙이 포함된 상부 프레임이 있고, 마이크로 피펫 어레이(micro pipette array)와 같은 어레이어 팁 어레이(arrayer tip array)(810)가 매달려 있어 트랙을 따라 상하좌우로 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있다.
리더기(820)에 바이오 센서 칩(700)을 부착시켜 칩을 로딩시킨 후 어레이어 팁 어레이(810)를 B 위치로 이동시킨다. 어레이어 팁 어레이(810)로 B' 위치에 있는 샘플(예를 들면, 사람의 혈장이나 혈청)을 흡입해서 A 위치로 이동한 후에, 바이오 센서 칩(700)이 있는 A' 위치에 샘플을 떨어뜨린다.
이와 같은 방법으로 바이오 센서 칩(700)의 바이오 센서 어레이 소자에 타겟 물질들을 주입하면 리더기(820)에서 전류 변화를 감지하여 타겟 물질들을 검출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 물질 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 우선 바이오 센서 칩을 리더기에 부착하여 칩을 로딩시킨다(S910).
다음으로, 샘플을 바이오 센서 칩의 바이오 센서 어레이 소자에 떨어뜨리기 전의 초기 전류(I0)를 측정한다(S920).
그 다음, 검출하고자 하는 물질들이 포함된 샘플을 바이오 센서 어레이 소자에 떨어뜨리고(S930), 나중 전류(I1)를 측정한다(S940).
다음으로, 초기 전류(I0)와 나중 전류(I1)의 차이를 비교하여 신호 처리 과정을 수행한다(S950).
마지막으로, 검출 결과를 표시한다(S960).
여기에서 설명한 검출 과정 중 초기 전류(I0)와 나중 전류(I1)를 측정하는 단계, 검출하고자 하는 물질이 포함된 샘플을 바이오 센서 어레이 소자에 떨어뜨리는 단계, 초기 전류(I0)와 나중 전류(I1)의 차이를 비교하여 신호 처리를 하는 단계, 및 검출 결과를 표시하는 단계는 도 8에서 설명한 리더기에서 수행될 수 있다.
따라서 사용자가 해야 할 것은 바이오 센서 칩을 리더기에 부착하고, 리더기를 동작시켜 칩을 로딩시키는 것뿐이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1a는 종래 기술에 따른 바이오 CMOS 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 EG ISFET(Extended-Gate ISFET)를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 실리콘 나노 채널을 이용한 바이오 센서를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자의 구조를 설명하는 단면도이다.
도 4a 및 도4b는 도 3의 바이오 센서 어레이 소자에 포함되는 트랜지스터의 문턱 전압 변화로 인한 채널 전류의 차이를 설명하는 도면이다.
도 5는 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 프로브 분자와 타겟 분자의 결합 전후의 전류 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 어레이 소자에 한가지 종류의 프로브 분자가 고정된 것을 나타내고, 도6b은 바이오 센서 어레이 소자에 여러 종류의 프로브 분자가 고정된 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 센서 칩을 설명하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 타겟 물질 검출 장치를 설명하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 물질 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
Claims (20)
- 기판;기판 상부에 형성된 소스 및 드레인;상기 소스 및 드레인 상부에 형성된 게이트;상기 소스 및 드레인 사이에 형성되는 실리콘 나노 채널을 포함하는 트랜지스터; 및상기 기판 하부를 식각하여 노출된 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널에 고정되어, 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 포함하는 복수의 바이오 센서 셀을 포함하며,상기 복수의 바이오 센서 셀이 어레이 형태를 갖는 바이오 센서 어레이 소자.
- 제1항에 있어서,상기 트랜지스터의 문턱 전압 변화를 감지하여 상기 프로브 분자와 상기 타겟 분자와의 결합 여부를 알아내는 바이오 센서 어레이 소자.
- 제2항에 있어서,상기 트랜지스터의 채널 선폭에 따라 검출 민감도가 달라지는 바이오 센서 어레이 소자.
- 제1항에 있어서,상기 트랜지스터의 게이트 전압을 조절하여 검출 민감도가 높은 동작점에서 상기 트랜지스터를 구동하는 바이오 센서 어레이 소자.
- 제1항에 있어서,고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류인 바이오 센서 어레이 소자.
- 제1항에 있어서,상기 기판은 SOI 기판인 바이오 센서 어레이 소자.
- 반도체 기판 상부에 소스, 드레인 및 게이트를 형성하고, 상기 소스 및 드레인 사이에 실리콘 나노 채널을 형성하여 트랜지스터를 형성하는 단계;상기 기판 하부를 식각하여 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널을 노출시키 는 단계; 및상기 실리콘 나노 채널에 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 부착시키는 단계를 포함하는 바이오 센서 어레이 소자의 제작 방법.
- 제7항에 있어서,상기 트랜지스터의 문턱 전압 변화를 감지하여 상기 프로브 분자와 상기 타겟 분자와의 결합 여부를 알아내는 바이오 센서 어레이 소자의 제작 방법.
- 제8항에 있어서,상기 트랜지스터의 채널 선폭을 조절하여 검출 민감도를 결정하는 바이오 센서 어레이 소자의 제작 방법.
- 제7항에 있어서,고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류인 바이오 센서 어레이 소자의 제작 방법.
- 제7항에 있어서,상기 기판은 SOI 기판인 바이오 센서 어레이 소자의 제작 방법.
- 기판;기판 상부에 형성된 소스 및 드레인;상기 소스 및 드레인 상부에 형성된 게이트;상기 소스 및 드레인 사이에 형성되는 실리콘 나노 채널을 포함하는 트랜지스터; 및상기 기판 하부를 식각하여 노출된 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널에 부착되어, 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 포함하는 복수의 바이오 센서 셀을 포함하는 바이오 센서 어레이 소자;상기 바이오 센서 어레이 소자와 접착하여 상기 바이오 센서 어레이 소자를 패키징하는 패키징 수단; 그리고상기 기판의 상부 방향으로 부착되는 복수의 핀을 포함하는 바이오 센서 칩.
- 제12항에 있어서,상기 트랜지스터의 문턱 전압 변화를 감지하여 상기 프로브 분자와 상기 타겟 분자와의 결합 여부를 알아내는 바이오 센서 칩.
- 제12항에 있어서,상기 트랜지스터의 게이트 전압을 조절하여 검출 민감도가 높은 동작점에서 상기 트랜지스터를 구동하는 바이오 센서 칩.
- 제12항에 있어서,고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류인 바이오 센서 칩.
- 제12항에 있어서,상기 프로브 분자는 ssDNA, 항체, 또는 특정 단백질과 특이 결합하는 단백질인 바이오 센서 칩.
- 제12항에 있어서,상기 타겟 분자는 상기 프로브 분자에 대응하는 상보적인 ssDNA, 항원, 또는 특정 단백질인 바이오 센서 칩.
- 반도체 기판 상부에 소스, 드레인 및 게이트를 형성하고, 상기 소스 및 드레인 사이에 실리콘 나노 채널을 형성하여 트랜지스터를 형성하는 단계;상기 기판 하부를 식각하여 상기 트랜지스터의 실리콘 나노 채널을 노출시키고, 상기 실리콘 나노 채널에 외부로부터 주입되는 타겟 분자와 반응하는 프로브 분자를 부착시켜 바이오 센서 어레이 소자를 제작하는 단계;제작된 상기 바이오 센서 어레이 소자를 패키징하는 단계;상기 패키징 후 상기 바이오 센서 어레이 소자를 와이어 본딩하는 단계; 및상기 바이오 센서 어레이 소자에 복수의 핀을 기판의 상부 방향으로 부착하는 단계를 포함하는 바이오 센서 칩의 제작 방법.
- 제18항에 있어서,상기 트랜지스터의 게이트 전압을 조절하여 검출 민감도가 높은 동작점에서 상기 트랜지스터를 구동하는 바이오 센서 칩의 제작 방법.
- 제18항에 있어서,고정되는 상기 프로브 분자는 적어도 한 종류인 바이오 센서 칩의 제작 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090094662A KR101287445B1 (ko) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090094662A KR101287445B1 (ko) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110037283A KR20110037283A (ko) | 2011-04-13 |
| KR101287445B1 true KR101287445B1 (ko) | 2013-07-19 |
Family
ID=44044791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090094662A KR101287445B1 (ko) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101287445B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106093119A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-11-09 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 生物器件及其生物感测方法 |
| US10702866B2 (en) | 2017-02-15 | 2020-07-07 | International Business Machines Corporation | Layered silicon and stacking of microfluidic chips |
| KR20210064563A (ko) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 광운대학교 산학협력단 | 더블 게이트 올 어라운드 구조의 나노트랜지스터 제조방법, 이로부터 제조된 나노트랜지스터 및 이를 이용한 익스텐디드 게이트(extended-gate) 구조의 센서 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8728844B1 (en) | 2012-12-05 | 2014-05-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Backside CMOS compatible bioFET with no plasma induced damage |
| KR101878848B1 (ko) * | 2016-11-29 | 2018-07-16 | 서울대학교산학협력단 | 다층 절연막을 갖는 전계효과 트랜지스터 기반의 바이오센서 및 그 제조방법 |
| KR101916568B1 (ko) * | 2017-01-04 | 2018-11-08 | 고려대학교 산학협력단 | 추간판 질환연구용 분비단백질 검출칩 및 추간판 질환연구용 분비단백질 검출장치 |
| KR102426596B1 (ko) * | 2017-07-05 | 2022-07-29 | 한국전자기술연구원 | 가스 분자 검출 센서 및 방법 |
| US10876997B2 (en) * | 2017-07-27 | 2020-12-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Bio-field effect transistor device |
| US11293897B2 (en) | 2018-11-30 | 2022-04-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | High sensitivity ISFET sensor |
| CN112881494A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-06-01 | 北京大学 | 多指标检测用场效应晶体管型生物传感器件 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050447A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-20 | Hitachi Ltd | 化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ |
| KR20090062373A (ko) * | 2007-12-13 | 2009-06-17 | 한국전자통신연구원 | 고감도 반도체 ｆｅｔ 센서 및 그 제조방법 |
-
2009
- 2009-10-06 KR KR1020090094662A patent/KR101287445B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050447A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-20 | Hitachi Ltd | 化学物質感応電界効果トランジスタ型センサ |
| KR20090062373A (ko) * | 2007-12-13 | 2009-06-17 | 한국전자통신연구원 | 고감도 반도체 ｆｅｔ 센서 및 그 제조방법 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106093119A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-11-09 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 生物器件及其生物感测方法 |
| KR20190046739A (ko) | 2015-04-29 | 2019-05-07 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 생체 디바이스 및 이의 생체 감지 방법 |
| US10509008B2 (en) | 2015-04-29 | 2019-12-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Biological device and biosensing method thereof |
| KR102179932B1 (ko) * | 2015-04-29 | 2020-11-18 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 생체 디바이스 및 이의 생체 감지 방법 |
| US11828722B2 (en) | 2015-04-29 | 2023-11-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Biological device and biosensing method thereof |
| US10702866B2 (en) | 2017-02-15 | 2020-07-07 | International Business Machines Corporation | Layered silicon and stacking of microfluidic chips |
| US11529627B2 (en) | 2017-02-15 | 2022-12-20 | International Business Machines Corporation | Layered silicon and stacking of microfluidic chips |
| KR20210064563A (ko) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 광운대학교 산학협력단 | 더블 게이트 올 어라운드 구조의 나노트랜지스터 제조방법, 이로부터 제조된 나노트랜지스터 및 이를 이용한 익스텐디드 게이트(extended-gate) 구조의 센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110037283A (ko) | 2011-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101287445B1 (ko) | 바이오 센서 어레이 소자 및 그 제작 방법과 바이오 센서 칩 및 그 제작 방법 | |
| TWI569025B (zh) | 用於測試離子感測場效電晶體（ｉｓｆｅｔ）陣列之裝置及方法 | |
| KR100455283B1 (ko) | 물질 유로의 측벽에 형성된 ｍｏｓｆｅｔ으로 이루어진물질 검출용 칩, 이를 포함하는 물질 검출 장치, 이의제조 방법 및 물질 검출 장치를 이용한 물질 검출 방법 | |
| US7659149B2 (en) | Method of electrically detecting biomolecule | |
| Reddy et al. | High-k dielectric Al 2 O 3 nanowire and nanoplate field effect sensors for improved pH sensing | |
| US10059982B2 (en) | Nano-sensor array | |
| KR101056385B1 (ko) | 검출 소자 | |
| US20160290957A1 (en) | Nanoelectronic sensor pixel | |
| Xu et al. | Optimization of CMOS-ISFET-based biomolecular sensing: analysis and demonstration in DNA detection | |
| Shin et al. | Detection of DNA and protein molecules using an FET‐type biosensor with gold as a gate metal | |
| US20100273672A1 (en) | Method and device for high sensitivity and quantitative detection of chemical/biological molecules | |
| JP6353454B2 (ja) | 感知トランジスタアレイを備えた集積回路、感知装置及び測定方法 | |
| JP2006030132A (ja) | 生体関連物質測定装置及び測定方法 | |
| JP2007279049A (ja) | 金層を備える電界効果トランジスタ、該電界効果トランジスタを備える微細流動装置、及び該電界効果トランジスタ及び微細流動装置を利用してチオール基を含む分析物を検出する方法 | |
| JP2005513501A (ja) | 検体の高感度検出のために特別に構成されたゲート電極を有するｆｅｔセンサー | |
| KR101059562B1 (ko) | 민감도가 향상된 바이오 ｆｅｔ | |
| US20090066347A1 (en) | Biosensor and a method of measuring a concentration of an analyte within a medium | |
| JP4343894B2 (ja) | 生体物質測定装置及び測定方法 | |
| Kanungo et al. | Investigation on the effects of substrate, back-gate bias and front-gate engineering on the performance of DMTFET-based biosensors | |
| Tang et al. | Direct protein detection with a nano-interdigitated array gate MOSFET | |
| Capua et al. | Label-free C-reactive protein Si nanowire FET sensor arrays with super-Nernstian back-gate operation | |
| Huang et al. | Highly sensitive juntionless nanowire transistor biosensor in detecting breast tumor marker | |
| KR101247112B1 (ko) | 전계효과 트랜지스터의 게이트 유기 드레인 누설전류를 이용한 바이오센서 및 그 제조방법 | |
| Choi et al. | Dielectric detection using biochemical assays | |
| US11715772B1 (en) | Field-controlled sensor architecture and related methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |