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제1 도전형의 기판;상기 기판상에 형성되는 제2 도전형의 웰(well) 및 제1 도전형의 제1 컨택(contact);상기 웰 상에 형성되는 제2 도전형의 제2 컨택과, 제1 도전형의 제3 컨택, 제4 컨택 및 제5 컨택;상기 제4 컨택과 제5 컨택 사이의 영역 상에 형성되는 제1 게이트 절연막;상기 제3 컨택과 상기 제4 컨택 사이의 영역 상에 형성되는 제2 게이트 절연막; 그리고상기 제1 게이트 절연막 상에 형성되는 수소이온 감지부를 포함하며,상기 제2 컨택과 상기 제5 컨택은 상기 웰 상에서 이격되어 형성되고,상기 제3 컨택은 상기 제2 컨택과 상기 제5 컨택 사이에 형성되고,상기 제4 컨택은 상기 제3 컨택과 상기 제5 컨택 사이에 형성되며,상기 수소이온 감지부는 대상 물질의 수소이온 농도에 따라 조절되는 전압 레벨을 상기 제1 게이트 절연막으로 전달하는 수소이온 감지센서
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제1 항에 있어서,상기 제1 게이트 절연막 상에 형성되는 제1 도전막; 그리고상기 제2 게이트 절연막 상에 형성되는 제2 도전막을 더 포함하는 수소이온 감지센서
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제2 항에 있어서,상기 제1 게이트 절연막 및 상기 제1 도전막은 상기 제5 컨택을 둘러싸는 고리 형상을 갖도록 형성되고,상기 제2 게이트 절연막 및 상기 제2 도전막은 상기 제4 컨택을 둘러싸는 고리 형상을 갖도록 형성되는 수소이온 감지센서
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제2 항에 있어서,상기 수소이온 감지부는,상기 대상 물질에 접촉하도록 구성되고, 미리 설정된 기준 전압이 인가되는 기준 전극;상기 수소이온 농도에 따라 조절되는 상기 전압 레벨을 측정하는 측정 전극; 그리고상기 제1 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 전압 레벨을 상기 제1 도전막으로 전달하는 플로팅 게이트(floating gate)를 포함하는 수소이온 감지센서
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제4 항에 있어서,상기 측정 전극은,금속층; 그리고상기 금속층 상에 형성되는 패시베이션막을 포함하며,상기 패시베이션막은 질화 실리콘층을 포함하는 수소이온 감지센서
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제4 항에 있어서,상기 플로팅 게이트는 비아(via)를 통해 연결되는 다수의 금속막을 포함하는 수소이온 감지센서
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제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 웰, 상기 제4 컨택, 상기 제5 컨택 및 상기 제1 게이트 절연막은 제1 전계효과 트랜지스터(field effect transistor)를 구성하고,상기 웰, 상기 제2 컨택, 상기 제4 컨택 및 상기 제5 컨택은 제1 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor)를 구성하며,상기 기판, 상기 웰, 상기 제1 컨택, 상기 제2 컨택 및 상기 제5 컨택은 제2 양극성 접합 트랜지스터를 구성하며,상기 웰, 상기 제3 컨택, 상기 제4 컨택 및 상기 제2 게이트 절연막은 상기 제1 전계효과 트랜지스터 및 상기 제1 양극성 접합 트랜지스터와 캐스코드(cascode) 구조로 연결되는 제2 전계효과 트랜지스터를 구성하는 수소이온 감지센서
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제7 항에 있어서,상기 제2 전계효과 트랜지스터는 N채널형 또는 P채널형의 전계효과 트랜지스터인 수소이온 감지센서
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제7 항에 있어서,상기 제1 컨택은 상기 제2 양극성 접합 트랜지스터의 컬렉터단으로 동작하고,상기 제2 컨택은 상기 제1 양극성 접합 트랜지스터 및 상기 제2 양극성 접합 트랜지스터의 베이스단으로 동작하고,상기 제3 컨택은 상기 제2 전계효과 트랜지스터의 드레인단으로 동작하고,상기 제4 컨택은 상기 제1 전계효과 트랜지스터의 드레인단, 상기 제2 전계효과 트랜지스터의 소스단 및 상기 제1 양극성 접합 트랜지스터의 컬렉터단으로 동작하고,상기 제5 컨택은 상기 제1 전계효과 트랜지스터의 소스단, 상기 제1 양극성 접합 트랜지스터 및 상기 제2 양극성 접합 트랜지스터의 이미터단으로 동작하는 수소이온 감지센서
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제9 항에 있어서,상기 제2 컨택에 인가되는 바이어스 전류에 의하여 상기 제1 양극성 접합 트랜지스터 및 상기 제2 양극성 접합 트랜지스터의 동작점이 조절되는 수소이온 감지센서
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제9 항에 있어서,상기 제5 컨택을 통해 흐르는 전류의 양을 검출함으로써 상기 수소이온의 농도를 검출하는 수소이온 감지센서
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