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플로팅 게이트와 상부 절연막 상에 배치된 감지 게이트, 하부 절연막 상에 채널과 이격 배치된 제어 게이트, 상기 하부 절연막 및 상기 감지 게이트 사이에 배치된 상기 채널을 포함하는 측정부; 및상기 측정부에 연결되는 감지부를 포함하고,상기 감지부의 감지막과 용액에 포함된 생리 물질의 반응에 따른 상기 감지 게이트의 전압 변화를 기초하여, 상기 채널의 하부에 배치된 상기 하부 절연막과 상기 채널의 상부에 배치된 상부 절연막의 용량비(coupling ratio)에 따라 상기 제어 게이트의 문턱전압에 변화를 일으키는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제1항에 있어서,상기 상부 절연막은 상기 감지 게이트와 상기 채널 사이의 제1 용량을 포함하고, 상기 하부 절연막은 상기 플로팅 게이트와 상기 채널 사이의 제2 용량 및 상기 제어 게이트와 상기 채널 사이의 제3 용량을 포함하고,상기 제2 용량 및 상기 제3 용량은 직렬 연결되는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제1항에 있어서,상기 상부 절연막의 용량과 상기 하부 절연막의 용량을 기초로 증폭인자를 산출하고, 상기 증폭인자는 하기 수학식에 의해 산출되는,(수학식)(여기서, CUpper은 상부 절연막의 용량, CLower은 하부 절연막의 용량을 나타냄)트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제3항에 있어서,상기 게이트 전극의 면적이 감소할 경우, 상기 제3 용량이 감소하고, 상기 상부 절연막과 상기 하부 절연막 사이의 용량차가 증가하여 상기 증폭인자의 값이 증가하고,상기 증폭인자 값에 비례하여 감지도가 증가하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제1항에 있어서,상기 생리 물질은 용액 및 가스 중 적어도 어느 하나의 형태를 갖는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제1항에 있어서,상기 감지부는상기 감지 게이트에 연결되는 금속 전극;상기 금속 전극 상에 배치되며 이온을 감지하는 감지막; 및상기 감지막 상에 배치되며 감지 용액을 담을 수 있는 챔버를 포함하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제6항에 있어서,상기 감지 게이트와 연결된 상기 감지막의 표면 전위 변화에 기초하여 상기 제어 게이트의 문턱전압이 자가 증폭(self amplification)되는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제1항에 있어서,상기 채널은 비정질 a-IGZO(In-Ga-Zn-O) 물질을 포함하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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삼중으로 구성된 복수의 게이트를 포함하며, 서로 상이한 용량을 갖는 두 영역을 갖는 제1 절연층; 및 상기 제1 절연층과 서로 상이한 용량을 갖는 제2 절연층을 포함하는 트리플 게이트 구조의 ISFET; 및상기 트리플 게이트 구조의 ISFET의 상기 복수의 게이트 중 최상측에 배치된 게이트와 연결되는 금속 전극, 상기 금속 전극 상에 배치되는 감지막 및 챔버를 포함하는 확장 게이트를 포함하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제9항에 있어서,상기 복수의 게이트는 제1 게이트, 제2 게이트 및 제3 게이트를 포함하고,상기 제1 게이트와 상기 제3 게이트 사이에 채널을 더 포함하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제10항에 있어서,상기 제1 절연층은 상기 채널과 상기 제1 게이트 사이의 제1 영역과 상기 제1 게이트와 상기 제2 게이트 사이의 제2 영역을 포함하며,상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 상이한 용량을 갖는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제11항에 있어서,상기 제2 영역의 용량은 상기 제1 절연층의 상기 제2 영역 상에 배치된 상기 제2 게이트의 면적에 기초하여 변화하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제12항에 있어서,상기 제2 게이트의 면적이 감소할 경우, 상기 제2 영역의 용량은 감소하고,상기 제2 게이트의 면적이 증가할 경우, 상기 제2 영역의 용량은 증가하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제9항에 있어서,상기 제2 절연층의 용량은 상기 제1 절연층의 용량 보다 큰,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제9항에 있어서,상기 제1 절연층의 용량과 제2 절연층의 용량을 기초로 증폭인자를 산출하고, 상기 증폭인자는 하기 수학식에 의해 산출되는,(수학식)(여기서, CUpper은 상부 절연막의 용량, CLower은 하부 절연막의 용량을 나타냄)트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제15항에 있어서,상기 제1 절연층은 상기 증폭인자를 증가시키기 위해 유전율이 작은 물질을 포함하고, 상기 제2 절연층은 상기 증폭인자를 증가시키기 위해 유전율이 큰 물질을 포함하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서
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제1 게이트와 상기 제1 게이트 상에 하부 절연막을 형성하는 단계;상기 하부 절연막 상에 채널을 형성하는 단계;상기 채널 상에 소스 영역과 드레인 영역을 형성하는 단계;상기 채널 상에 상부 절연막을 형성하는 단계;제2 게이트와 제3 게이트를 동시에 형성하는 단계; 및상기 제2 게이트의 면적을 기초로 상기 상부 절연막과 상기 하부 절연막 사이의 용량비(coupling ratio)를 조절하여 상기 제2 게이트의 문턱전압을 자가증폭하는 단계를 포함하는, 트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서의 제조 방법
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제17항에 있어서,상기 제2 게이트의 면적이 감소할 경우, 상기 제1 게이트와 상기 제2 게이트 사이의 용량이 증가하는,트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서의 제조 방법
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제17항에 있어서,상기 문턱전압의 자가증폭된 증폭비인 증폭인자는 하기 수학식에 의해 산출되는,(수학식)(여기서, CUpper은 상부 절연막의 용량, CLower은 하부 절연막의 용량을 나타냄)트리플 게이트 구조의 이온전계효과 트랜지스터 기반 고성능 바이오 센서의 제조 방법
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