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기판;
상기 기판에 채널 영역을 사이에 두고 서로 이격되어 형성된 소스 및 드레인;
상기 채널 영역 상부에 형성된 절연층;
상기 절연층상에 형성되고, 상기 절연층의 일부를 덮는 게이트; 및
상기 절연층 상부 표면 중 상기 게이트에 의해 덮이지 않은 부분에 링커에 의하여 결합된 바이오 분자를 포함하는, 전계효과 트랜지스터의 기생(fringing) 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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2 |
2
제1항에 있어서,
상기 기판은 실리콘 기판(bulk) 또는 절연층 매몰 실리콘(SOI)기판인, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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3 |
3
제1항에 있어서,
상기 게이트는 금속 또는 폴리실리콘인, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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4 |
4
제1항에 있어서,
상기 바이오 분자는 DNA, RNA, 핵산 유사체, 단백질, 펩티드, 아미노산, 리간드, 항체-항원물질, 당구조물, 유/무기화합물, 비타민, 드러그(drug) 및 효소 중 하나 이상의 물질을 포함하는, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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5 |
5
제1항에 있어서,
상기 링커는 자기정렬 단일층(Self-Aligned Monolayer; SAM)인, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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6
제1항에 있어서,
상기 절연층은 실리콘 옥사이드(silicon oxide), 메탈 옥사이드(metal oxide), 고절연(High-K) 물질 중 하나 이상을 포함하는, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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7 |
7
제1항에 있어서,
상기 게이트는 상기 절연층의 소스-드레인 방향의 중앙부에 위치하고,
상기 절연층의 소스-드레인 방향의 양 단부 상부표면(upper surface)에 상기 바이오 분자가 형성된, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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8
제1항에 있어서,
상기 게이트는 상기 절연층의 소스-드레인 방향에서 상기 드레인 측으로 치우쳐 위치하고,
상기 절연층의 소스 측 상부표면에 상기 바이오 분자가 형성된, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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9
제1항에 있어서,
상기 게이트는 상기 절연층의 소스-드레인 방향에서 상기 소스 측으로 치우쳐 위치하고,
상기 절연층의 드레인 측 상부표면에 상기 바이오 분자가 형성된, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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10
제1항에 있어서,
상기 게이트는 상기 절연층의 중앙부가 노출되도록 중앙부가 뚫려있고,
상기 절연층의 노출된 중앙부에 상기 바이오 분자가 형성된, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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11
제1항에 있어서,
상기 게이트는 상기 절연층의 중앙부가 노출되도록 중앙부에 복수개의 구멍이 뚫려있고,
상기 절연층의 노출된 중앙부에 상기 바이오 분자가 형성된, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서
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12
(a) 기판 상에 절연층을 형성하는 단계;
(b) 상기 절연층상에 게이트층을 형성하는 단계;
(c) 상기 절연층의 상부표면의 일부가 노출되도록 상기 게이트층의 일부를 식각하는 단계; 및
(d) 상기 절연층의 노출된 상부표면에 바이오 분자를 결합시키는 단계;를 포함하는, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서의 제조 방법
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제12항에 있어서,
상기 (d)단계에서, 상기 절연층의 노출된 상부표면에 Self-Aligned Monolayer(SAM) 또는 탈수축합 반응에 의해 상기 바이오 분자가 결합되는, 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서의 제조 방법
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(a) 웨이퍼 상에 기판과 제1 절연층을 순차적으로 형성하고, 상기 제1 절연층 상에 제2 절연층을 패터닝하는 단계;
(b) 상기 제2 절연층을 마스크로, 상기 제1 절연층 상에 상기 제1 절연층의 구성물질을 열 산화 방식을 이용하여 더욱 형성하여 상기 제 1 절연층을 성장시키는 단계;
(c) 상기 기판이 노출될 때까지 상기 제1 및 제2 절연층을 식각하는 단계;
(d) 상기 기판의 노출된 영역에 절연층 및 게이트층을 순차적으로 형성하는 단계;
(e) 상기 기판의 노출된 영역에 불순물을 주입하고 활성화시켜 소스 및 드레인을 형성하는 단계;
(e) 상기 게이트를 부분적으로 식각하여 상기 게이트 하부의 상기 절연층의 상부표면을 노출시키는 단계; 및
(f) 상기 절연층의 노출된 상부표면에 바이오 분자를 결합시키는 단계를 포함하는 전계효과 트랜지스터의 기생 게이트 전계효과를 이용한 바이오 센서의 제조 방법
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