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나노 재료를 이용한 센서 시스템 및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2015134753
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 나노 물질을 브리지 회로의 저항으로 적용한 센서 시스템을 공개한다. 본 발명은 환경 변화에 대한 반응성이 뛰어난 나노 물질을 반응 물질로 이용함으로써, 보다 미세한 환경 변화에 대해서도 신뢰할 수 있는 측정 결과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 나노 물질을 센서에 많이 이용되는 브리지회로의 저항으로 이용하고, 대상 물질의 측정에 이용되는 나노 물질 영역을 제외한 나머지 영역은 유전체로 매립하여 외부 환경에 노출되지 않도록 보호함으로써, 시간이 지남에 따라서 발생하는 센서의 성능 열화를 최소화하였다. 또한, 본 발명은 나노 물질 위에 형성된 게이트에 전압을 인가하여 나노 물질에 전계를 형성함으로써, 나노 물질의 저항을 변화시킬 수 있다. 따라서, 휘트스톤 브리지 회로의 저항을 구성하는 나노 물질의 저항을 사용자의 의도대로 설정할 수 있으며, 이에 따라서 성능 열화에 대한 저항값을 보정함으로써, 성능 열화 및 외부 잡음에 의한 측정값의 변화를 배제하고, 실제로 외부 환경 변화에 의해서 변화된 저항값만을 측정하고, 저항값에 대응되는 대상 물질의 존재 여부 및 농도를 측정할 수 있으므로, 보다 신뢰성 있는 측정이 가능하다. 또한, 본 발명은 휘트스톤 브리지 회로의 내부 평형 조건을 자동으로 조절할 수 있는 회로 장치와 하나의 반도체칩에 일체로 구현되어, 사용자가 일일이 조건을 설정할 필요없이 자동으로 오차를 보정할 수 있다.
Int. CL H01L 31/00 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020100022291 (2010.03.12)
출원인 고려대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1105220-0000 (2012.01.05)
공개번호/일자 10-2011-0103120 (2011.09.20) 문서열기
공고번호/일자 (20120113) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2010.03.12)
심사청구항수 8

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 고려대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김규태 대한민국 경기도 광명시 가림일로 **,
2 나준홍 대한민국 경상남도 진주시
3 허정환 대한민국 경기도 성남시 분당구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인주원 대한민국 서울특별시 강남구 언주로 ***, *층(논현동, 건설회관)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 고려대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2010.03.12 수리 (Accepted) 1-1-2010-0158562-80
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2010.08.12 수리 (Accepted) 4-1-2010-5149278-93
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.03.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.04.19 수리 (Accepted) 9-1-2011-0036774-12
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.05.02 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0238405-66
6 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2011.07.04 수리 (Accepted) 1-1-2011-0508702-86
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.08.02 수리 (Accepted) 1-1-2011-0596393-56
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.08.02 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0596397-38
9 등록결정서
Decision to grant		 2012.01.03 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0005499-73
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.11 수리 (Accepted) 4-1-2014-5018243-16
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.04.22 수리 (Accepted) 4-1-2014-5049934-62
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.10.10 수리 (Accepted) 4-1-2019-5210941-09
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번호 청구항
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반도체 기판위에 형성되고, 외부 환경에 노출되면 측정 대상 물질의 양에 따라서 전도도가 변화되는 단일한 나노 물질;상기 나노 물질의 복수의 영역에 각각 형성되어, 상기 나노 물질상에 4개의 저항 영역을 정의하는 복수의 전극층;상기 나노 물질에 형성된 4개의 저항 영역 중 측정 대상 물질과 직접 접촉하는 하나의 저항 영역만이 외부 환경에 노출되도록, 상기 나노 물질 및 상기 복수의 전극층 위에 형성된 유전체층; 및상기 유전체층 중 각 저항 영역에 대응되는 위치에 각각 형성된 복수의 게이트층;을 포함하고, 상기 나노 물질의 저항 영역은 휘트스톤 브리지 회로의 저항을 각각 구성하고, 상기 외부로 노출된 저항 영역 이외의 각 저항 영역의 저항값을 상부에 위치한 상기 게이트층에 전압을 인가하여 조절하고, 상기 전극층간의 전압을 측정하여, 상기 외부로 노출된 저항 영역의 저항값을 측정함으로써 대상 물질을 측정하며,상기 복수의 전극층은 단일한 나노 물질에 서로 이격되어 형성된 5개의 전극층(제 1 전극층 내지 제 5 전극층)으로 형성되고, 상기 유전체층은 제 2 전극층 내지 상기 제 5 전극층 사이에 형성되어, 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 위치한 나노 물질만이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템
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제 4 항에 있어서,상기 제 1 전극층과 상기 제 5 전극층은 서로 전기적으로 연결되고,제 3 전극층과 상기 제 1 전극층에 전원 단자가 각각 연결되며, 상기 제 2 전극층 및 상기 제 4 전극층에 전압계가 연결되어, 상기 외부로 노출된 저항 영역의 저항을 측정함으로써 대상 물질을 측정하는 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템
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반도체 기판위에 형성되고, 외부 환경에 노출되면 측정 대상 물질의 양에 따라서 전도도가 변화되는 하나 이상의 나노 물질;상기 나노 물질의 복수의 영역에 각각 형성되어, 상기 나노 물질상에 4개의 저항 영역을 정의하는 복수의 전극층;상기 나노 물질에 형성된 4개의 저항 영역 중 측정 대상 물질과 직접 접촉하는 하나의 저항 영역만이 외부 환경에 노출되도록, 상기 나노 물질 및 상기 복수의 전극층 위에 형성된 유전체층; 및상기 유전체층 중 각 저항 영역에 대응되는 위치에 각각 형성된 복수의 게이트층;을 포함하고, 상기 나노 물질의 저항 영역은 휘트스톤 브리지 회로의 저항을 각각 구성하고, 상기 외부로 노출된 저항 영역 이외의 각 저항 영역의 저항값을 상부에 위치한 상기 게이트층에 전압을 인가하여 조절하고, 상기 전극층간의 전압을 측정하여, 상기 외부로 노출된 저항 영역의 저항값을 측정함으로써 대상 물질을 측정하며,상기 나노 물질은 서로 이격된 제 1 나노 물질 및 제 2 나노 물질로 구성되고, 상기 제 1 나노 물질의 상부에는 제 1 전극층 내지 제 3 전극층이 형성되고, 상기 제 2 나노 물질의 상부에는 제 4 전극층 내지 제 6 전극층이 형성되어, 상기 제 1 나노 물질 및 상기 제 2 나노 물질에 각각 2개씩의 저항 영역이 형성되고, 상기 제 2 전극층 및 상기 제 3 전극층 사이 영역과, 상기 제 2 나노 물질 상부에 형성된 전극층들 사이 영역에 대응되는 유전체층 위에 게이트층이 형성되며,상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 위치한 나노 물질만이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템
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제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전극층과 상기 제 4 전극층이 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제 3 전극층과 상기 제 6 전극층이 서로 전기적으로 연결되며,상기 제 3 전극층과 상기 제 4 전극층에 전원 단자가 각각 연결되며,상기 제 2 전극층 및 상기 제 5 전극층에 전압계가 연결되어, 상기 외부로 노출된 저항 영역의 저항을 측정함으로써 대상 물질을 측정하는 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템
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반도체 기판위에 형성되고, 외부 환경에 노출되면 측정 대상 물질의 양에 따라서 전도도가 변화되는 하나 이상의 나노 물질;상기 나노 물질의 복수의 영역에 각각 형성되어, 상기 나노 물질상에 4개의 저항 영역을 정의하는 복수의 전극층;상기 나노 물질에 형성된 4개의 저항 영역 중 측정 대상 물질과 직접 접촉하는 하나의 저항 영역만이 외부 환경에 노출되도록, 상기 나노 물질 및 상기 복수의 전극층 위에 형성된 유전체층; 및상기 유전체층 중 각 저항 영역에 대응되는 위치에 각각 형성된 복수의 게이트층;을 포함하고, 상기 나노 물질의 저항 영역은 휘트스톤 브리지 회로의 저항을 각각 구성하고, 상기 외부로 노출된 저항 영역 이외의 각 저항 영역의 저항값을 상부에 위치한 상기 게이트층에 전압을 인가하여 조절하고, 상기 전극층간의 전압을 측정하여, 상기 외부로 노출된 저항 영역의 저항값을 측정함으로써 대상 물질을 측정하며,상기 나노 물질은 서로 이격된 제 1 나노 물질 및 제 2 나노 물질로 구성되고, 상기 제 1 나노 물질의 상부에 제 1 전극층 및 제 2 전극층이 형성되어, 상기 제 1 나노 물질에 하나의 저항 영역이 형성되고, 상기 제 2 나노 물질의 상부에는 제 3 전극층 내지 제 6 전극층이 형성되어, 각 전극층 사이마다 세 개의 저항 영역이 형성되며, 상기 제 2 나노 물질 상부에 형성된 전극층들 사이 영역에, 상기 제 2 나노 물질 위에 형성된 유전체층 위에 게이트층이 형성되고,상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 위치한 나노 물질만이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템
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제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 나노 물질은 나노선(nano wire) 또는 나노막대(nano rod) 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템
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제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 유전체층은 Al2O3, HfO2, SiO2, Si3N4, La2O3, Ta2O5, ZrO2 중 어느 하나의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템
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반도체 기판위에, 외부 환경에 노출되면 측정 대상 물질의 양에 따라서 전도도가 변화되는 나노 물질을 형성하는 단계;상기 나노 물질에 복수의 저항 영역을 정의하는 5개의 전극층(제 1 전극층 내지 제 5 전극층)을 서로 이격되도록 상기 나노 물질 상에 형성하는 단계;상기 나노 물질에 형성된 저항 영역 중 측정 대상 물질과 직접 접촉하는 하나의 저항 영역만이 외부 환경에 노출되도록, 상기 나노 물질 및 상기 복수의 전극층 위에 유전체층을 형성하는 단계; 및상기 유전체층 중 저항 영역에 대응되는 위치에 적어도 하나 이상의 게이트층을 형성하는 단계를 포함하고,상기 유전체층을 형성하는 단계는, 상기 유전체층을 제 2 전극층 내지 제 5 전극층 사이에 형성하여, 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 위치한 나노 물질만을 외부로 노출시키는 것을 특징으로 하는 나노 재료를 이용한 센서 시스템의 제조 방법
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3 WO2011112059 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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1 한국과학재단/한국과학재단 한국화학연구원/고려대학교 산학협력단 원천기술개발사업/세계적수준의연구중심대학육성사업 유무기 나노재료의 복합체 소자 구현기술 개발(총괄과제명:분자제어 NIT 융복합 소자기술개발)/플렉서블 나노시스템 기반기술