KR101394372B1 - Optical waveguide-typed surface plasmon resonance sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

표면 플라즈몬 공명 센서와 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서는 기판, 검사광을 생성하여 방출하는 광원부 및 기판 상에 판상으로 형성되며, 입사된 검사광을 가이드하는 광가이드부를 구비한다. 그리고 광가이드부의 일측면에 형성되어 광가이드부를 통해 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각으로 입사된 검사광에 의해 표면 플라즈마파를 형성하고, 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 반사시키며, 광가이드부에 접해 있는 면의 타측면에 검사 대상이 되는 시료가 위치하는 금속박막을 구비한다. 또한 금속박막에 의해 반사되어 광가이드부를 통해 출사된 검사광을 검출하는 광검출부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 기판 상에 광을 가이드하는 광가이드부를 판상으로 형성하고, 광원부, 광검출부 및 금속박막을 같은 공정을 이용하여 수백 마이크로미터 단위의 단일 칩상에 집적화가 가능하다. 따라서 휴대용 단말기에 적용될 수 있으며, 대량생산을 통해 생산단가를 낮출 수 있다. 또한, 광가이드부의 측면에 금속박막을 형성함으로써 금속박막을 매우 작은 크기로 제작이 가능하여, 극히 미량의 액체 또는 기체도 측정이 가능하게 된다.A surface plasmon resonance sensor and a manufacturing method thereof are disclosed. A surface plasmon resonance sensor according to the present invention includes a substrate, a light source for generating and emitting inspection light, and a light guide for guiding incident inspection light. The inspection light formed at one side of the light guide unit forms a surface plasma wave by the inspection light incident at a predetermined incident angle at which the plasmon resonance phenomenon occurs through the light guide unit, and the inspection light incident at an angle other than the incident angle at which plasmon resonance occurs And a metal thin film on which the sample to be inspected is located on the other side of the surface in contact with the light guide portion. And a light detecting portion for detecting the inspection light reflected by the metal thin film and emitted through the light guide portion. According to the present invention, a light guide portion for guiding light on a substrate is formed in a plate shape, and the light source portion, the light detecting portion, and the metal thin film can be integrated on a single chip of several hundreds of micrometers by the same process. Therefore, it can be applied to a portable terminal, and the production cost can be lowered through mass production. Further, by forming the metal thin film on the side surface of the light guide portion, the metal thin film can be manufactured in a very small size, and an extremely small amount of liquid or gas can be measured.

플라즈몬, 광도파로, 레이저 다이오드, 포토 다이오드, 센서 Plasmon, optical waveguide, laser diode, photodiode, sensor

Description

광도파로 형태의 표면 플라즈몬 공명 센서 및 그 제조방법{Optical waveguide-typed surface plasmon resonance sensor and method for manufacturing the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a surface plasmon resonance sensor in the form of an optical waveguide,

본 발명은 표면 플라즈몬 공명을 이용한 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 표면 플라즈몬 공명에 의한 공명 조건의 변화를 이용하여 물질의 특성을 검출하는 센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor using surface plasmon resonance, and more particularly, to a sensor for detecting a characteristic of a material using a change in resonance condition due to surface plasmon resonance.

게놈 프로젝트(genome project)로 인간 유전자의 구조가 대부분 밝혀지면서 인체를 구성하는 유전자의 기능연구에 대해 많은 관심이 집중되고 있다. 이에 따라 바이오 칩 연구도 DNA 칩 중심에서 단백질 칩, 탄수화물 칩 등 다변화되고 있는 추세이다. 바이오 칩 연구는 엘립소메트리(ellipsometry) 측정법, 형광 분석법 등이 이용되어 왔다. 그러나 엘립소메트리 측정법은 편광의 변화를 이용하는 방법으로서 장치가 크고 측정에 오랜 시간이 요구되는 문제점이 있고, 형광 분석법은 형광물질과 결합시켜야 하는 불편함으로 인한 시간과 경비를 요구하는 문제점이 있다.As the structure of human genes is mostly revealed in the genome project, much attention has been paid to the study of the functions of genes constituting the human body. As a result, biochip research is also diversifying into protein chips and carbohydrate chips from the center of DNA chips. In the biochip research, ellipsometry measurement and fluorescence analysis have been used. However, the ellipsometry measurement method has a problem that a device is large and a long time is required for measurement because of a change in polarization, and fluorescence analysis requires time and expense due to inconvenience of bonding with a fluorescent material.

이에, 현재 굴절률의 변화를 측정하여 생체 물질의 상호작용을 인지할 수 있는 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance : SPR) 센서에 관한 연구가 활 발히 이루어지고 있다. Therefore, researches on surface plasmon resonance (SPR) sensor that can recognize the interaction of biomolecules by measuring change of refractive index are being actively performed.

표면 플라즈몬 공명 센서는 빛이 금속박막의 표면에 흡수되었을 때 일어나는 표면 플라즈마 파(Surface Plasma Wave : SPW)의 공명 현상을 이용하는 센서이다. 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 금속박막에 생물학적 요소가 도입되어 생물변환기(biotransducer)를 구성하게 되면, 표면 플라즈몬 공명 센서는 SPR 바이오 센서가 된다. 표면 플라즈몬 공명 현상은 빛이 금속 표면과의 상호작용에 의해 발생하는 양자역학적 광전 현상(quantum optical-electrical phenomenon)을 말한다. 광자(photon)에 의해 수송되는 에너지는 특정 조건하에서 금속 표면상의 전자(플라즈몬)로 전달되는데, 에너지의 전달은 빛의 특정한 공명 파장(resonance wavelength)에서만 이루어진다. 이때의 공명파장은 광자가 가진 양자 에너지와 플라즈몬의 양자 에너지 준위가 일치하게 되는 파장이다. 금속박막에서 자유전자가 특정한 속성을 가진 입사광에 의해 표면 플라즈마 파를 형성하며, 반사광은 플라즈마 파 공명조건하에서 급격히 감소한다. 이경우 자유공간에서의 파동수와 표면 플라즈몬의 파동수는 일치한다. A surface plasmon resonance sensor is a sensor that uses a resonance phenomenon of a surface plasma wave (SPW) that occurs when light is absorbed on a surface of a metal thin film. When a biological element is introduced into the metal thin film of the surface plasmon resonance sensor to construct a biotransducer, the surface plasmon resonance sensor becomes an SPR biosensor. Surface plasmon resonance is a quantum optical-electrical phenomenon that occurs when light interacts with a metal surface. The energy delivered by a photon is transferred under certain conditions to electrons (plasmons) on the metal surface, where the transfer of energy takes place only at a specific resonance wavelength of light. At this time, the resonance wavelength is a wavelength at which the quantum energy of the photon and the quantum energy level of the plasmon coincide with each other. Free electrons in a metal thin film form a surface plasma wave by incident light having a specific property, and the reflected light sharply decreases under the plasma resonance condition. In this case, the number of waves in the free space coincides with the number of waves of surface plasmon.

도 1은 표면 플라즈몬 공명을 이용한 종래의 센서 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing a conventional sensor structure using surface plasmon resonance.

도 1을 참조하면, 종래의 표면 플라즈몬 공명 센서는 유전체 매질의 경계면에 금속박막(130)을 적층한 크레취만(Kretschmann) 구조를 갖는다. 광원(110)으로부터 방출된 레이저와 같은 단색광을 프리즘(120)과 같이 굴절률이 높은 매질 쪽으로 입사시키면, 프리즘(120)으로 입사된 광은 프리즘(120)의 바닥면에 위치하는 금속박막(130)에서 반사되어 광원(110)의 반대편에 위치한 광검출기(140)에 도달한 다. 그러나 프리즘(120)의 바닥면의 법선을 기준으로 하는 입사광의 입사각이 특정한 각이 되면, 광이 임계각 이상임에도 불구하고 반사되어 나오는 광이 급격히 줄어들게 된다. 이러한 현상은 광학적 조건이 다음의 수학식 1과 같이 정의되는 TM 모드 광파(Transverse Magnetic light wave)의 모멘트가 금속박막(130)과 유전체 표면사이에서 전파되는 표면 플라즈몬 파의 모멘트와 같을 때 일어난다. 수학식 1을 만족하는 조건에서 사실상 프리즘(120)으로 입사된 광자 에너지는 모두 표면 플라즈몬 파로 바뀐다. Referring to FIG. 1, a conventional surface plasmon resonance sensor has a Kretschmann structure in which a metal thin film 130 is laminated on a boundary surface of a dielectric medium. When the monochromatic light such as the laser emitted from the light source 110 is incident on the medium having a high refractive index like the prism 120, the light incident on the prism 120 is incident on the metal thin film 130 located on the bottom surface of the prism 120, And reaches the photodetector 140 located on the opposite side of the light source 110. [ However, when the angle of incidence of the incident light based on the normal line of the bottom surface of the prism 120 becomes a certain angle, the light reflected by the light even though the light has a critical angle is sharply reduced. This phenomenon occurs when a moment of a TM mode light wave whose optical condition is defined by the following Equation 1 is equal to the moment of a surface plasmon wave propagating between the metal thin film 130 and the dielectric surface. In the condition satisfying Equation (1), the photon energy substantially incident on the prism 120 is changed into a surface plasmon wave.

Figure 112007065745008-pat00001
Figure 112007065745008-pat00001

여기서, np, nm 및 ns는 각각 프리즘, 금속박막 및 샘플의 굴절률이고, θ 및 λ는 각각 입사광의 입사각 및 파장을 의미한다. Here, n p , n m and n s are the refractive indices of the prism, the metal thin film and the sample, respectively, and? And? Are the incident angle and wavelength of the incident light, respectively.

한편, 금속박막(130)의 굴절률은 복소형태(nm = n0-ik)로 나타나며, 여기서 n0는 금속박막(130)의 굴절률의 실수 부분이고, k는 금속박막(130)의 굴절률의 허수 부분으로 감쇠계수(Extinction coefficient)이다. 이와 같이 금속박막(130)에 표면 플라즈몬이 여기되는 현상을 표면 플라즈몬 공명이라하고, 공명의 결과로 반사된 후의 광에너지는 특정한 각도에서 급격히 감소한다.The refractive index of the metal thin film 130 is represented by a complex form (n m = n 0 -ik), where n 0 is a real part of the refractive index of the metal thin film 130 and k is a refractive index of the metal thin film 130 The imaginary part is the extinction coefficient. The phenomenon that the surface plasmon is excited in the metal thin film 130 is referred to as surface plasmon resonance, and the light energy after reflected as a result of resonance sharply decreases at a specific angle.

도 2는 표면 플라즈몬 공명에 의한 전반사 감쇠(Attenuation Total Reflection : ATR)시의 광의 입사각에 따른 반사광의 세기의 관계를 도시한 그래프 이다. 2 is a graph showing the relationship of the intensity of reflected light according to the incident angle of light at Attenuation Total Reflection (ATR) caused by surface plasmon resonance.

도 2를 참조하면, 표면 플라즈몬 공명 센서의 기본적인 측정값은 센서의 응답신호 능력 즉, 빛의 세기, 각 응답신호 및 파장 응답신호이다. 각 응답신호가 표면 플라즈몬 공명 센서의 측정값으로 사용될 때, 생체 분자들의 상호작용에 따른 성질은 반사된 빛의 세기가 최소가 되는 각(즉, 표면 플라즈몬 공명 각)의 이동량을 통하여 결정된다. 이때 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력은 매질이 금속박막(130)과 접촉할 때 일어나는 매질의 유전상수변화에 매우 민감하다. 즉, 방해매질(Analyte)이 표면 플라즈몬 공명 센서의 플로우 셀(Flow cell)을 통해 흘러감으로서 금속박막(130)에 고정되어 있는 리셉터(Receptor)와의 상호작용에 의해 표면 플라즈몬 공명 각이 이동한다. 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서는 측정 신호(즉, 표면 플라즈몬 공명 각의 이동량)을 굴절률(index of refractive)로 환산하여 방해매질인 생체 분자의 특성을 측정한다. Referring to FIG. 2, the basic measured values of the surface plasmon resonance sensor are the response signal capability of the sensor, that is, the intensity of light, the angular response signal, and the wavelength response signal. When an angular response signal is used as a measurement value of a surface plasmon resonance sensor, the nature of the interaction of biomolecules is determined by the amount of movement of each angle (that is, the surface plasmon resonance angle) at which the intensity of reflected light becomes minimum. At this time, the output of the surface plasmon resonance sensor is very sensitive to a change in the dielectric constant of the medium occurring when the medium contacts the metal thin film 130. That is, the resonance angle of the surface plasmon is shifted by the interaction with the receptor, which is fixed to the metal thin film 130, as the disturbance medium flows through the flow cell of the surface plasmon resonance sensor. The surface plasmon resonance sensor measures the characteristic of a biomolecule, which is an interference medium, by converting a measurement signal (that is, a movement amount of a surface plasmon resonance angle) into an index of refraction.

이와 같이 표면 플라즈몬 공명 센서는 금속박막의 표면에 리간드(ligand)를 고정시키고, 생체 분자의 결합작용을 실시간으로 모니터링하여 생체 분자의 특성을 검출하는 소자이다. 서로 결합되는 생체 분자들의 예로는 항체-항원, 호르몬-수용체, 단백질-단백질, DNA-DNA, DNA-단백질 등을 들 수 있다. 리간드의 고정화 방법의 일예로서 리간드에 티올기를 공유결합에 의해 붙여서 티올화된 리간드를 금속 표면에 화학적으로 흡착시키는 방법을 들 수 있다. 또한 카르복실 메틸레이티드 덱스트란(carboxyl-methylated dextran) 사슬로 구성된 히드로겔 매트릭스(hydrogel matrix)를 이용하여 리간드를 표면 플라즈몬 공명 센서의 금속박막 표면에 고정화 하는 방법도 존재한다. 이러한 표면 플라즈몬 공명 센서의 가장 큰 장점은 방사성 물질이나 형광 물질과 같은 지표 물질을 사용하지 않고 직접 분자를 측정할 수 있는 점이다. 나아가 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용하면 실시간으로 생체 분자의 결합과정을 모니터링할 수 있다. As described above, the surface plasmon resonance sensor is a device that fixes a ligand on the surface of a metal thin film and detects the biomolecule characteristics by monitoring the binding action of the biomolecules in real time. Examples of biomolecules that are bound to each other include antibody-antigen, hormone-receptor, protein-protein, DNA-DNA, DNA-protein and the like. As an example of a method of immobilizing a ligand, there is a method of chemically adsorbing a thiolated ligand on a metal surface by attaching a thiol group to the ligand through a covalent bond. There is also a method of immobilizing the ligand on the surface of the metal thin film of the surface plasmon resonance sensor using a hydrogel matrix composed of carboxyl-methylated dextran chain. The major advantage of such a surface plasmon resonance sensor is that it can directly measure molecules without using an indicator material such as a radioactive substance or a fluorescent substance. Furthermore, by using a surface plasmon resonance sensor, it is possible to monitor the binding process of biomolecules in real time.

상술한 바와 같은 종래의 프리즘에 금속박막을 증착하여 제조한 표면 플라즈몬 공명 센서는 측정 매질의 교환이 용이하고 측정 변수가 다양하다는 장점을 갖는다. 그러나 현재 예상되는 바이오/환경 센서 시스템에서는 언제 어디서든 센서를 이용할 수 있는 고감도, 초소형, 다중 센서가 요구된다. 하지만 프리즘이 커서 소형화, 집적화가 어려워 휴대폰과 같은 휴대용 단말기에 적용할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 센서로서 역할을 하기 위해서는 광원, 프리즘, 렌즈, 평광자(polarizer), 검출기와 같은 소자를 패키징(packaging)해야 하는데 많은 경비가 소요되고 패키징이 어렵다는 문제점이 있다.The surface plasmon resonance sensor manufactured by depositing a metal thin film on the conventional prism as described above has an advantage that the measurement medium can be easily exchanged and the measurement parameters are varied. However, currently expected bio / environmental sensor systems require high sensitivity, ultra-small, and multiple sensors that can use the sensor anytime and anywhere. However, since the prism is so large that it is difficult to miniaturize and integrate it, there is a problem that it can not be applied to a portable terminal such as a mobile phone. In addition, in order to serve as a sensor, it is necessary to package a light source, a prism, a lens, a polarizer, and a detector, which is expensive, and packaging is difficult.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 언제 어디서든 이용할 수 있도록 집적화된 초소형, 고감도의 표면 플라즈몬 공명 센서 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a super small, highly sensitive surface plasmon resonance sensor integrated for use anytime and anywhere, and a method of manufacturing the same.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서는 기판; 검사광을 생성하여 방출하는 광원부; 상기 기판 상에 판상으로 형성되며, 입사된 검사광을 가이드하는 광가이드부; 상기 광가이드부의 일측면에 형성되어 상기 광가이드부를 통해 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각으로 입사된 검사광에 의해 표면 플라즈마 파를 형성하고, 상기 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 반사시키며, 상기 광가이드부에 접해 있는 면의 타측면에 검사 대상이 되는 시료가 위치되는 금속박막; 및 상기 금속박막에 의해 반사되어 상기 광가이드부를 통해 출사된 검사광을 검출하는 광검출부;를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a surface plasmon resonance sensor comprising: a substrate; A light source for generating and emitting inspection light; A light guide part formed on the substrate in a plate shape and guiding incident inspection light; A surface plasmon wave is formed by inspection light which is formed on one side surface of the light guide part and is incident at a predetermined incident angle at which a plasmon resonance phenomenon occurs through the light guide part and is incident on an angle other than a predetermined incident angle at which the plasmon resonance phenomenon occurs And a sample to be inspected is placed on the other side of the surface in contact with the light guide portion; And a light detecting unit for detecting inspection light reflected by the metal thin film and emitted through the light guide unit.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법은 기판 상에 광을 가이드하여 광의 이동경로가 되는 광가이드부를 형성하는 단계; 상기 광가이드부의 일측을 에칭하는 단계; 상기 광가이드부가 에칭된 부분에 상기 광가이드부의 일측면과 접촉되도록 상기 기판 상에 상기 상기 광가이드부를 통해 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각으로 입사된 검사광에 의해 표면 플라즈마파를 형성하고, 상기 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 반사시키는 금속박막을 형성하는 단계; 및 상기 광가이드부에 광을 조사하는 광원부와 상기 광가이드부로부터 출사된 광을 검출하는 광검출부를 패키징하는 단계;를 갖는다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a surface plasmon resonance sensor, comprising: forming a light guide part for guiding light on a substrate, Etching one side of the light guide portion; Forming a surface plasma wave by inspection light incident at a predetermined incident angle at which a plasmon resonance phenomenon occurs through the light guide portion on the substrate so as to be in contact with a side surface of the light guide portion, Forming a thin metal film for reflecting inspection light incident at an angle other than a predetermined incident angle at which plasmon resonance occurs; And packaging a light source unit that emits light to the light guide unit and a light detection unit that detects light emitted from the light guide unit.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 다른 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법은 기판 상에 광을 조사하는 광원부를 형성하는 단계; 상기 광원부에 대응되는 부분을 제외하고 에칭하는 단계; 상기 기판 상에 광을 검출하는 광검출부를 형성하는 단계; 상기 광원부와 광검출부에 대응되는 부분을 제외하고 에칭하는 단계; 기판 상에 광을 가이드하여 광의 이동경로가 되는 광가이드부를 형성하는 단계; 상기 광가이드부의 일측을 에칭하는 단계; 및 상기 광가이드부가 에칭된 부분에 상기 광가이드부의 일측면과 접촉되도록 상기 기판 상에 상기 상기 광가이드부를 통해 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각으로 입사된 검사광에 의해 표면 플라즈마파를 형성하고, 상기 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 반사시키는 금속박막을 형성하는 단계;를 갖는다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a surface plasmon resonance sensor, including: forming a light source for irradiating light on a substrate; Etching except for a portion corresponding to the light source portion; Forming a light detecting portion for detecting light on the substrate; Etching except for a portion corresponding to the light source portion and the light detecting portion; Forming a light guide portion by guiding light on a substrate and serving as a light path; Etching one side of the light guide portion; And a surface plasma wave is formed on the substrate by the inspection light incident at a predetermined incident angle at which the plasmon resonance phenomenon occurs through the light guide portion on the substrate so as to be in contact with one side surface of the light guide portion, And forming a metal thin film reflecting the inspection light incident at an angle other than a predetermined incident angle at which the plasmon resonance phenomenon occurs.

본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 및 그 제조방법에 의하면, 기판 상에 광을 가이드하는 광가이드부를 판상으로 형성하고, 광원부, 광검출부 및 금속박막을 같은 공정을 이용하여 수백 마이크로미터 단위의 단일 칩상에 집적화가 가능하다. 따라서 휴대용 단말기에 적용될 수 있으며, 대량생산을 통해 생산단가를 낮 출 수 있다. 또한, 광가이드부의 측면에 금속박막을 형성함으로써 금속박막을 매우 작은 크기로 제작이 가능하여, 극히 미량의 액체 또는 기체도 측정이 가능하게 된다.According to the surface plasmon resonance sensor and the method of manufacturing the same, a light guide unit for guiding light on a substrate is formed in a plate shape, and a light source unit, a light detecting unit, and a metal thin film are formed in a single chip- . Therefore, it can be applied to a portable terminal, and the production cost can be lowered through mass production. Further, by forming the metal thin film on the side surface of the light guide portion, the metal thin film can be manufactured in a very small size, and an extremely small amount of liquid or gas can be measured.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a surface plasmon resonance sensor and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈몬 공명 센서의 바람직한 일 실시예의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 플라즈몬 공명 센서의 바람직한 일 실시예의 사시도이다.FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a preferred embodiment of the plasmon resonance sensor according to the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a preferred embodiment of the plasmon resonance sensor according to the present invention shown in FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈몬 공명 센서(300)는 기판(310), 광원부(320), 광가이드부(330), 광검출부(350) 및 금속박막(340)을 구비한다. 3 and 4, the plasmon resonance sensor 300 according to the present invention includes a substrate 310, a light source 320, a light guide 330, a light detector 350, and a metal thin film 340 do.

기판(310)은 Si, SiO2, GaAs 및 InP에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 광원부(320)는 검사광을 방출하며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 기판(310) 상에 형성될 수 있다. 광원부(320)는 TM(Transverse Magnetic) 편광된 레이저 다이오드(laser diode : LD) 및 편광필터 또는 모드분리기를 구비한 발광 다이오드(light emitting diode : LED) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 이때 광원부(320)로부터 방출되는 검사광은 가우시안(Gaussian) 형태의 밀집도를 가지도록 한다.The substrate 310 may be made of any one selected from Si, SiO 2 , GaAs, and InP. The light source 320 emits inspection light and may be formed on the substrate 310 as shown in FIGS. The light source unit 320 may be a TM (Transverse Magnetic) polarized laser diode (LD) and a light emitting diode (LED) having a polarization filter or a mode separator. At this time, the inspection light emitted from the light source 320 has a density of Gaussian form.

광가이드부(330)는 기판(310) 상에 판상으로 형성되며, 입사된 검사광을 가이드한다. 광가이드부(330)는 Si, SiO2, GaAs, AlGaAs 및 InP에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 이때 광가이드부(330)는 기판(310)의 굴절률보다 큰 물질로 이루어진 광도파로 형태가 될 수 있다. The light guide part 330 is formed in a plate shape on the substrate 310 to guide the incident inspection light. The light guide part 330 may be formed of any one selected from Si, SiO 2 , GaAs, AlGaAs and InP. At this time, the light guide part 330 may be in the form of an optical waveguide made of a material larger than the refractive index of the substrate 310.

광원부(320)로부터 방출되는 TM 모드로 편광된 검사광은 광가이드부(330)를 통하여 회절되어 다양한 각도로 퍼진다. 이와 같이 다양한 각도로 퍼진 검사광(331a, 332a)은 광가이드부(330)에 의해 가이드되어 후술할 금속박막(340)에 입사되고, 금속박막(340)으로부터 반사된 검사광(331b, 332b)은 광가이드부(330)에 의해 가이드되어 출사된다. The inspection light polarized in the TM mode emitted from the light source unit 320 is diffracted through the light guide unit 330 and spreads at various angles. The inspection light beams 331a and 332a spread at various angles are guided by the light guide part 330 and are incident on the metal thin film 340 to be described later and the inspection light beams 331b and 332b reflected from the metal thin film 340, Is guided and emitted by the light guide portion 330.

광검출부(350)는 금속박막(340)에 의해 반사된 검사광이 광가이드부(330)를 통해 출사된 검사광을 검출한다. 광검출부(350)는 복수의 광다이오드(photo diode: PD)로 이루어지며, 복수의 광다이오드는 일렬로 배열된다. 복수의 광다이오드는 128개로 이루어질 수 있다. 종래의 광검출부에서 이용되는 광다이오드는 수직 주입 형태(vertical injection type)의 면 광다이오드로서, 이때 광다이오드 간의 간격은 보통 100μm이다. 따라서 128개의 광다이오드를 일렬로 배열하게 될 경우, 배열된 광다이오드의 총 길이는 1cm 정도가 된다. 그러나 본 발명에서는 광다이오드를 광도파로 형태(optical waveguide type)의 광다이오드를 형성한다. 이와 같이 광도파로 형태의 광다이오드는 광다이오드 간의 간격을 5 내지 20μm 범위로 줄일 수 있다. 광다이오드 간격을 10μm가 되도록 한다면, 배열된 광다이오드의 총 길이는 1mm로 줄일 수 있게 되어 종래에 비해 1/10의 크기로 광검출부(350)를 제작하는 것이 가능하다.The light detection unit 350 detects the inspection light emitted through the light guide unit 330 by the inspection light reflected by the metal thin film 340. The photodetector unit 350 includes a plurality of photodiodes (PD), and the plurality of photodiodes are arranged in a line. A plurality of photodiodes may be composed of 128. A photodiode used in a conventional photodetector is a vertical injection type surface light diode, in which the interval between the photodiodes is usually 100 μm. Therefore, when 128 photodiodes are arranged in a line, the total length of the photodiodes arranged is about 1 cm. However, in the present invention, a photodiode forms an optical waveguide type optical diode. Thus, the photodiodes of the optical waveguide type can reduce the interval between the photodiodes to 5 to 20 mu m. If the distance between the photodiodes is made 10 μm, the total length of the arrayed photodiodes can be reduced to 1 mm, which makes it possible to fabricate the photodetector 350 with a size of 1/10 compared to the conventional one.

금속박막(340)은 판상의 형상으로 일측면은 광가이드부(330)의 일측면과 접촉되며, 타측면은 검사 대상이 되는 시료와 접촉한다. 금속박막(340)은 배열된 광다이오드의 크기에 따라 그 크기가 결정되는데, 종래의 금속박막의 크기는 배열된 광다이오드의 길이가 1cm이므로, 길이 방향으로는 그 절반 정도인 5mm의 크기를 가져야 했다. 또한 종래의 금속박막은 광이 가이딩되지 않고 금속박막에 도달하게 되므로 폭 또한 5mm 정도의 크기를 가져야 한다. 그러나 본 발명에서는 길이 방향으로는 배열된 광다이오드의 길이를 1/10 정도로 축소시킬 수 있으므로 금속박막(340)의 크기도 1/10 정도로 축소시킬 수 있다. 그리고 광가이드부(330)에 의해 검사광이 가이딩되므로 수 마이크로 미터의 폭을 갖도록 금속박막(340)의 제작이 가능하게 된다. 즉 센서부(340)를 2μm ×500μm의 크기가 되도록 형성할 수 있다. 이와 같이 센서부(340)의 크기를 작게 형성하면, 매우 작은 극소량의 시료의 측정이 가능하게 된다.The metal thin film 340 is in the form of a plate, one side is in contact with one side of the light guide part 330, and the other side is in contact with the sample to be inspected. The size of the metal thin film 340 is determined according to the size of the arrayed photodiodes. The size of the conventional metal thin film is about 1 cm in the length of the arranged photodiodes, did. In addition, since the conventional metal thin film reaches the metal thin film without light guiding, the width should also be about 5 mm. However, in the present invention, since the length of the photodiodes arranged in the longitudinal direction can be reduced to about 1/10, the size of the metal thin film 340 can be reduced to about 1/10. Since the inspection light is guided by the light guide part 330, the metal thin film 340 can be manufactured to have a width of several micrometers. That is, the sensor unit 340 may be formed to have a size of 2 μm × 500 μm. When the sensor unit 340 is formed to be small in size, it is possible to measure very small samples.

금속박막(340)은 광가이드부(330)를 통해 입사된 검사광 중 소정의 입사각으로 입사된 검사광은 흡수되어 소산파(evanescent wave)를 금속박막(340)과 광가이드부(330)의 계면에 발생시킨다. 그리고 소정 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 금속박막(340)과 광가이드부(330) 사이의 굴절률 차이로 인해 계면을 통해 반사시킨다. 금속박막(340)은 안정성과 감도가 우수한 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다. 그리고 금속박막(340) 에는 측정할 시료에 반응할 수 있는 반응성 물질이 도포되어 있다.The inspection light incident on the metal thin film 340 at a predetermined incident angle from the inspection light incident through the light guide unit 330 is absorbed and the evanescent wave is transmitted through the metal thin film 340 and the light guide unit 330 Lt; / RTI > The inspection light incident at an angle other than the predetermined incident angle reflects through the interface due to the refractive index difference between the metal thin film 340 and the light guide part 330. The metal thin film 340 may be formed of at least one selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and aluminum (Al) having excellent stability and sensitivity. The metal thin film 340 is coated with a reactive material capable of reacting with the sample to be measured.

상기 소정의 입사각은 수학식 1을 만족하는 특정 입사각을 의미하고, 이 특정 입사각으로 입사된 검사광의 광자 에너지는 모두 표면 플라즈마 파로 변환되고 이러한 현상을 표면 플라즈몬 공명이라고 한다. 그리고 수학식 1을 만족하지 않는 입사각으로 입사된 검사광은 반사된다. 금속박막(340)에 반사되어 광가이드부(330)를 통해 출사되는 검사광의 에너지를 광검출부(350)에 의해 검출하면 상술한 도 2와 같은 형태의 그래프를 얻을 수 있다. 이를 분석하면 수학식 1을 만족하는 특정 입사각을 도출할 수 있게 되고, 이를 통해 시료의 굴절률을 알 수 있다. The predetermined incidence angle means a specific incidence angle satisfying the expression (1), and the photon energy of the inspection light incident at the specific incidence angle is converted into a surface plasma wave, and this phenomenon is referred to as surface plasmon resonance. And the inspection light incident at an incident angle that does not satisfy Equation (1) is reflected. When the energy of the inspection light reflected by the metal thin film 340 and emitted through the light guide part 330 is detected by the optical detecting part 350, the graph as shown in FIG. 2 can be obtained. By analyzing this, it is possible to derive a specific incident angle satisfying Equation (1), and thereby the refractive index of the sample can be known.

본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서(300)는 표면 플라즈몬 공명 센서(300) 외부의 광이 광가이드부(330)에 입사되지 않도록 하는 수단을 더 구비할 수 있다. 이를 위하여, 기판(310)과 광가이드부(330) 사이와 광가이드부(330)의 상면에 광의 유입을 차단하는 광차단막(도면 미도시)을 더 구비하거나, 표면 플라즈몬 공명 센서(300) 전체를 감쌀 수 있는 케이스(도면 미도시)를 더 구비할 수 있다. The surface plasmon resonance sensor 300 according to the present invention may further include means for preventing light from outside the surface plasmon resonance sensor 300 from being incident on the light guide portion 330. The surface plasmon resonance sensor 300 may further include a light blocking film (not shown) interposed between the substrate 310 and the light guide portion 330 and the upper surface of the light guide portion 330 to block light from entering the surface. (Not shown) that can be wound around the battery pack.

도 5는 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법의 바람직한 일 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 5를 참조하면, 우선 기판(310) 상에 광가이드부(330)를 형성한다(S510). 광가이드부(330)는 판상의 형태로 Si, SiO2, GaAs, AlGaAs 및 InP 중 어느 하나로 형성할 수 있다. 이때, 검사광이 기판(310)을 통해 광가이드부(330) 외부로부터 광 가이드부(330)로 입사되지 않도록 하기 위하여, 먼저 기판(310) 상에 광차단막(도면 미도시)을 형성하고, 그 위에 광가이드부(330)를 형성할 수 있다. 이때 기판(310)은 Si 또는 SiO2로 이루어진 것을 이용한다. 그리고 광가이드부(330)는 기판(310)보다 굴절률이 큰 물질로 형성하여 광도파로 형태로 구성할 수 있다.Referring to FIG. 5, a light guide unit 330 is formed on a substrate 310 (S510). The light guide part 330 may be formed of any one of Si, SiO 2 , GaAs, AlGaAs and InP in the form of a plate. At this time, in order to prevent the inspection light from being incident on the light guide part 330 from the outside of the light guide part 330 through the substrate 310, a light blocking film (not shown) is first formed on the substrate 310, And the light guide part 330 can be formed thereon. At this time, the substrate 310 is made of Si or SiO 2 . The light guide part 330 may be formed of a material having a refractive index higher than that of the substrate 310 so as to have an optical waveguide shape.

다음으로, 금속박막(340)을 형성하기 위하여 금속박막(340)이 형성될 위치에 맞게 광가이드부(330)의 일측을 에칭한다(S520). 에칭되어 노출되는 광가이드부(330)의 일측면의 크기는 후속 공정에 의해 형성되는 금속박막(340)의 크기보다 크게 되도록 한다.Next, in order to form the metal thin film 340, one side of the light guide part 330 is etched in accordance with the position where the metal thin film 340 is to be formed (S520). The size of one side of the light guide part 330 exposed by etching is larger than the size of the metal thin film 340 formed by a subsequent process.

다음으로, 에칭된 광가이드부(330)의 일측면에 금속박막(340)을 형성한다(S530). 금속박막(340)은 광가이드부(330)가 접하는 부분의 너비는 500 내지 1000μm의 범위가 되도록 형성하고, 폭은 1 내지 5μm의 범위가 되도록 형성한다. 그리고 금속박막(340)은 안정도와 감도를 고려하여 금, 은, 구리 및 알루미늄 중에서 선택된 1종 이상으로 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 금속박막(340)은 상술한 바와 같이 광가이드부(330)를 통해 표면 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 특정 입사각으로 입사된 검사광에 의해 금속박막(340)과 광가이드부(330) 사이에 표면 플라즈몬 파가 형성되도록 한다. 그리고 표면 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 특정 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 금속박막(340)과 광가이드부(330) 사이의 굴절률 차이로 인해 계면을 통해 반사시킨다. Next, a metal thin film 340 is formed on one side of the etched light guide part 330 (S530). The metal thin film 340 is formed to have a width in a range of 500 to 1000 mu m and a width of 1 to 5 mu m in a portion where the light guide portion 330 is in contact. The metal thin film 340 may be formed of at least one selected from gold, silver, copper and aluminum in consideration of stability and sensitivity. The metal thin film 340 thus formed is irradiated with the inspection light incident at a specific incident angle at which the surface plasmon resonance occurs through the light guide part 330, as described above, between the metal thin film 340 and the light guide part 330 Surface plasmon waves are formed. The inspection light incident at an angle other than the specific incident angle at which the surface plasmon resonance occurs is reflected through the interface due to the difference in refractive index between the metal thin film 340 and the light guide portion 330.

다음으로, 광원부(320)를 광가이드부(330)에 검사광을 입사할 수 있도록 배 치하고, 광검출부(350)를 광가이드부(330)를 통해 출사된 검사광을 검출할 수 있도록 배치하는 패키징을 한다(S540). 광원부(320)로 이용될 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드와 광검출부(350)로 이용될 포토 다이오드는 기판(310)이 Si 또는 SiO2 인 경우에는 기판(310) 상에서 형성하는 것이 바람직하지 않다. 따라서 이때에는 레이저 다이오드, 발광 다이오드 또는 포토 다이오드를 별도로 InP나 GaAs 기판을 사용하여 제작한 다음 패키징을 해야한다. 이때 광검출부(350)는 상술한 바와 같이 광도파로 형태인 포토 다이오드를 일렬로 배열된 것을 이용한다. 그리고 일렬로 배열된 포토 다이오드의 간격은 5 내지 10μm의 범위로 설정된 것을 이용한다.Next, the light source unit 320 is disposed so as to be incident on the light guide unit 330, and the light detection unit 350 is disposed so as to detect the inspection light emitted through the light guide unit 330 (S540). It is not preferable that the photodiode used as the light source 320 or the light emitting diode and the photodetector 350 is formed on the substrate 310 when the substrate 310 is Si or SiO 2 . Therefore, a laser diode, a light emitting diode, or a photodiode should be separately manufactured using an InP or GaAs substrate and then packaged. At this time, the photodetecting unit 350 uses the photodiodes arranged in a row in the form of optical waveguides as described above. The spacing of the photodiodes arranged in a line is set in the range of 5 to 10 mu m.

그리고, 이와 같이 제조된 표면 플라즈몬 공명 센서(300)의 외부로부터 광이 입사되지 않도록 광의 차폐가 가능한 케이스(도면 미도시)로 표면 플라즈몬 공명 센서(300)의 외부를 감쌀 수 있다.The outer surface of the surface plasmon resonance sensor 300 can be covered with a case (not shown) in which light can be shielded from the outside of the thus manufactured surface plasmon resonance sensor 300.

도 6은 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법의 바람직한 다른 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 6을 참조하면, 우선, 기판(310) 상에 광원부(320)를 형성한다(S610). 이때 기판은 광원부(320)의 성장에 적합한 InP나 GaAs 기판을 이용할 수 있다. 광원부(320)를 형성하기 위해서, TM 편광된 레이저 다이오드를 성장시키거나 편광필터 또는 모드분리기를 구비하는 발광 다이오드를 성장시킨다.Referring to FIG. 6, a light source 320 is formed on a substrate 310 (S610). In this case, an InP or GaAs substrate suitable for growth of the light source 320 may be used as the substrate. In order to form the light source portion 320, a TM polarized laser diode is grown or a light emitting diode having a polarization filter or a mode separator is grown.

다음으로, 광원부(320)가 형성될 부분을 제외하고 모두 에칭한다(S620). 그리고, 기판(310) 상에 광검출부(350)를 형성한다(S630). 이때 광검출부(350)를 형 성하기 위해서, 복수의 포토 다이오드가 일렬로 배열되도록 성장시킨다. 일렬로 배열된 복수의 포토 다이오드의 간격은 5 내지 10μm의 범위가 되도록 각 포토 다이오드는 광도파로 타입으로 성장시킨다.Next, all the portions except the portion where the light source 320 is to be formed are etched (S620). Then, a photodetector 350 is formed on the substrate 310 (S630). At this time, in order to form the optical detector 350, a plurality of photodiodes are grown in a line. Each photodiode is grown into an optical waveguide type so that the interval of the plurality of photodiodes arranged in a line is in the range of 5 to 10 mu m.

다음으로, 기판(310) 상에 광원부(320)와 광검출부(350)가 형성될 부분을 제외하고 나머지 부분은 모두 에칭한다(S640).Next, except for the portion where the light source 320 and the light detector 350 are to be formed on the substrate 310, all the remaining portions are etched (S640).

다음으로 기판(310) 상에 광을 가이드할 수 있는 광가이드부(330)를 형성한다(S650). 광가이드부(330)는 판상의 형태로 Si, SiO2, GaAs, AlGaAs 및 InP 중 어느 하나로 형성할 수 있다. 이 경우에도 상술한 바와 마찬가지로, 검사광이 기판(310)을 통해 광가이드부(330) 외부로부터 광가이드부(330)로 입사되지 않도록 하기 위하여, 먼저 기판(310) 상에 광차단막(도면 미도시)을 형성하고, 그 위에 광가이드부(330)를 형성할 수 있다. 그리고 광가이드부(330)는 기판(310)보다 굴절률이 큰 물질로 형성하여 광도파로 형태로 구성할 수 있다.Next, a light guide part 330 capable of guiding light is formed on the substrate 310 (S650). The light guide part 330 may be formed of any one of Si, SiO 2 , GaAs, AlGaAs and InP in the form of a plate. In this case as well, in order to prevent the inspection light from being incident on the light guide part 330 from the outside of the light guide part 330 through the substrate 310, a light blocking film (not shown) And a light guide part 330 can be formed thereon. The light guide part 330 may be formed of a material having a refractive index higher than that of the substrate 310 so as to have an optical waveguide shape.

다음으로 광가이드부(330)의 일측에 금속박막(340)을 형성한다(S660 및 S670). S660 및 S670 단계는 도 5의 S520 및 S530 단계와 각각 동일한 방식으로 수행한다. 그리고 상술한 바와 마찬가지로 이와 같이 제조된 표면 플라즈몬 공명 센서(300)의 외부로부터 광이 입사되지 않도록 광의 차단이 가능한 케이스(도면 미도시)로 표면 플라즈몬 공명 센서(300)의 외부를 감쌀 수 있다.Next, a metal thin film 340 is formed on one side of the light guide part 330 (S660 and S670). Steps S660 and S670 are performed in the same manner as steps S520 and S530 of FIG. As described above, the outer surface of the surface plasmon resonance sensor 300 can be covered with a case (not shown) capable of shielding light from the outside of the surface plasmon resonance sensor 300 manufactured as described above.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

도 1은 표면 플라즈몬 공명을 이용한 종래의 센서 구조를 도시한 도면,1 shows a conventional sensor structure using surface plasmon resonance,

도 2는 표면 플라즈몬 공명에 의한 전반사 감쇠(Attenuation Total Reflection : ATR)시의 광의 입사각에 따른 반사광의 세기의 관계를 도시한 그래프,2 is a graph showing the relationship of the intensity of reflected light according to the incident angle of light at the Attenuation Total Reflection (ATR) due to the surface plasmon resonance,

도 3은 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 바람직한 일 실시예의 구성을 나타내는 평면도,3 is a plan view showing the configuration of a preferred embodiment of the surface plasmon resonance sensor according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 바람직한 일 실시예의 구성을 나타내는 사시도,4 is a perspective view showing a configuration of a preferred embodiment of the surface plasmon resonance sensor according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법의 바람직한 일 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도, 그리고,FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법의 바람직한 다른 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

Claims (21)

Si, SiO2, GaAs 및 InP에서 선택된 어느 하나로 이루어진 기판;A substrate made of any one selected from Si, SiO 2 , GaAs, and InP; 검사광을 생성하여 방출하도록 상기 기판 상에서부터 성장된 것이거나 별도로 제작한 다음 상기 기판 상에 패키징한 것이며, 레이저 다이오드(laser diode : LD) 및 발광 다이오드(light emitting diode : LED) 중 어느 하나를 포함하는 광원부;(LD) and a light emitting diode (LED), which are grown on the substrate to generate and emit inspection light, or separately fabricated and then packaged on the substrate. ; 상기 기판 상에 상기 광원부 측면으로 판상으로 형성되며, 입사된 검사광을 가이드하도록 Si, SiO2, GaAs, AlGaAs 및 InP 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 이루어지는 광가이드부;A light guide part formed on the substrate in a plate shape on the side of the light source part and including at least one selected from Si, SiO 2 , GaAs, AlGaAs and InP so as to guide the incident inspection light; 상기 광가이드부의 일측면에 형성되어 상기 광가이드부를 통해 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각으로 입사된 검사광에 의해 표면 플라즈마 파를 형성하고, 상기 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 반사시키며, 상기 광가이드부에 접해 있는 면의 타측면에 검사 대상이 되는 시료가 위치되는 금속박막; 및A surface plasmon wave is formed by inspection light which is formed on one side surface of the light guide part and is incident at a predetermined incident angle at which a plasmon resonance phenomenon occurs through the light guide part and is incident on an angle other than a predetermined incident angle at which the plasmon resonance phenomenon occurs And a sample to be inspected is placed on the other side of the surface in contact with the light guide portion; And 상기 금속박막에 의해 반사되어 상기 광가이드부를 통해 출사된 검사광을 검출하도록 상기 기판 상에서부터 성장된 것이거나 별도로 제작한 다음 상기 기판 상에 패키징한 것이며, 상기 광가이드부의 타측면에 일렬로 배열되어 있는 복수의 광다이오드(photo diode : PD)를 포함하는 광검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서.The light guiding part is formed on the substrate so as to detect inspection light reflected by the metal thin film and emitted through the light guiding part, or separately fabricated and then packaged on the substrate. The light guiding part is arranged in a line on the other side of the light guiding part And a photodetector including a plurality of photodiodes (PD), each of the photodetectors having a plurality of photodiodes (PD). 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 금속박막은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서.Wherein the metal thin film comprises at least one selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and aluminum (Al). 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광가이드부의 굴절률은 상기 기판의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서.Wherein the refractive index of the light guide portion is larger than the refractive index of the substrate. 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광가이드부의 상부 및 하부에 상기 광가이드부의 외부로부터 상기 광가이드부로의 광의 입사를 차단하는 광차단부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서.And a light shielding member disposed on the upper and lower portions of the light guide unit to block incidence of light from the outside of the light guide unit to the light guide unit. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광다이오드는 광도파로 형태인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서.Wherein the photodiode is in the form of an optical waveguide. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 일렬로 배열되어 있는 복수의 광다이오드 간의 간격은 5 내지 20μm 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서.Wherein a distance between the plurality of photodiodes arranged in a line is set in a range of 5 to 20 mu m. 제10항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 금속박막은,The metal thin- 상기 광가이드부에 접해 있는 일면에 있어 상기 기판과 평행한 부분의 길이가 500 내지 1000μm의 범위에서 설정되고, 상기 기판과 수직한 부분의 길이가 1 내지 5μm 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서.Wherein a length of a portion parallel to the substrate on one surface in contact with the light guide portion is set in a range of 500 to 1000 mu m and a length of a portion perpendicular to the substrate is set in a range of 1 to 5 mu m. Resonance sensor. 기판 상에 광을 가이드하여 광의 이동경로가 되는 광가이드부를 형성하는 단계;Forming a light guide portion by guiding light on a substrate and serving as a light path; 상기 광가이드부의 일측을 에칭하는 단계;Etching one side of the light guide portion; 상기 광가이드부가 에칭된 부분에 상기 광가이드부의 일측면과 접촉되도록 상기 기판 상에 상기 상기 광가이드부를 통해 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각으로 입사된 검사광에 의해 표면 플라즈마파를 형성하고, 상기 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 반사시키는 금속박막을 형성하는 단계; 및Forming a surface plasma wave by inspection light incident at a predetermined incident angle at which a plasmon resonance phenomenon occurs through the light guide portion on the substrate so as to be in contact with a side surface of the light guide portion, Forming a thin metal film for reflecting inspection light incident at an angle other than a predetermined incident angle at which plasmon resonance occurs; And 상기 광가이드부에 광을 조사하는 광원부와 상기 광가이드부로부터 출사된 광을 검출하는 광검출부를 패키징하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.And packaging a light source unit that emits light to the light guide unit and a light detection unit that detects light emitted from the light guide unit. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 기판은 실리콘 또는 실리콘 산화물 기판인 것을 특징으로 하는 표면 플로즈몬 공명 센서 제조방법.Wherein the substrate is a silicon or silicon oxide substrate. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 광검출부는 일렬로 배열된 복수의 광다이오드를 포함하며, 상기 일렬로 배열된 복수의 광다이오드의 간격은 5 내지 20μm 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.Wherein the photodetector includes a plurality of photodiodes arranged in a line, and the spacing of the plurality of photodiodes arranged in a row is set in a range of 5 to 20 占 퐉. 기판 상에 광을 조사하는 광원부를 형성하는 단계;Forming a light source portion for irradiating light onto the substrate; 상기 광원부에 대응되는 부분을 제외하고 에칭하는 단계;Etching except for a portion corresponding to the light source portion; 상기 기판 상에 광을 검출하는 광검출부를 형성하는 단계;Forming a light detecting portion for detecting light on the substrate; 상기 광원부와 광검출부에 대응되는 부분을 제외하고 에칭하는 단계;Etching except for a portion corresponding to the light source portion and the light detecting portion; 기판 상에 광을 가이드하여 광의 이동경로가 되는 광가이드부를 형성하는 단계;Forming a light guide portion by guiding light on a substrate and serving as a light path; 상기 광가이드부의 일측을 에칭하는 단계; 및Etching one side of the light guide portion; And 상기 광가이드부가 에칭된 부분에 상기 광가이드부의 일측면과 접촉되도록 상기 기판 상에 상기 상기 광가이드부를 통해 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각으로 입사된 검사광에 의해 표면 플라즈마파를 형성하고, 상기 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 소정의 입사각 이외의 각도로 입사된 검사광은 반사시키는 금속박막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.Forming a surface plasma wave by inspection light incident at a predetermined incident angle at which a plasmon resonance phenomenon occurs through the light guide portion on the substrate so as to be in contact with a side surface of the light guide portion, And forming a metal thin film for reflecting inspection light incident at an angle other than a predetermined incident angle at which plasmon resonance occurs. 제15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 기판은 GaAs 또는 InP 기판인 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.Wherein the substrate is a GaAs or InP substrate. 제15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 광검출부를 형성하는 단계는,The step of forming the light detecting portion may include: 복수의 광다이오드를 5 내지 20μm 간격으로 일렬로 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.A method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor, comprising: forming a plurality of photodiodes in a line at intervals of 5 to 20 占 퐉; 제12항 또는 제15항에 있어서,16. The method according to claim 12 or 15, 상기 광가이드부를 에칭하는 단계는,Wherein the step of etching the light guide portion comprises: 상기 광가이드부를 통해 입사된 광을 반사시키는 부분의 너비가 500 내지 1000μm의 범위가 되도록 상기 광가이드부를 에칭하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.Wherein the light guide portion is etched so that a width of a portion that reflects light incident through the light guide portion is in a range of 500 to 1000 占 퐉. 제12항 또는 제15항에 있어서,16. The method according to claim 12 or 15, 상기 금속박막을 형성하는 단계는,The forming of the metal thin film may include: 상기 광가이드부를 통해 입사된 광을 반사시키는 부분의 폭이 1 내지 5μm의 범위가 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.Wherein a width of a portion that reflects light incident through the light guide portion is in a range of 1 to 5 mu m. 제12항 또는 제15항에 있어서,16. The method according to claim 12 or 15, 상기 광가이드부를 형성하는 단계 전과 상기 광가이드부의 일측을 에칭하는 단계 후에 상기 광가이드부의 외부로부터 상기 광가이드로의 광의 입사를 차단하는 광차단 부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.Further comprising the step of forming a light shielding member which shields the incidence of light from the outside of the light guide portion to the light guide before the step of forming the light guide portion and after the step of etching one side of the light guide portion, A method for manufacturing a plasmon resonance sensor. 제12항 또는 제15항에 있어서,16. The method according to claim 12 or 15, 상기 광가이드부를 형성하는 단계는 상기 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센서 제조방법.Wherein the step of forming the light guide part is formed of a material having a refractive index larger than the refractive index of the substrate.
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