ナノ構造物センサー
【課題】本発明は、ナノ構造物センサー及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明の一側面は、基板と、前記基板上に位置する第１電極と、前記基板上に前記第１電極と離隔しており、前記第１電極を取り囲む第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に接触され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備するセンサーを提供する。
【解決手段】本発明の一側面は、基板と、前記基板上に位置する第１電極と、前記基板上に前記第１電極と離隔しており、前記第１電極を取り囲む第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に接触され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備するセンサーを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ構造物センサー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近には周囲の環境に敏感な炭素ナノチューブのようなナノ構造物の特性を用いた新たな化学的、生物学的なセンサーを開発するために炭素ナノチューブに関する関心が高まっており、既に多様な種類の炭素ナノチューブを基盤としたセンサー構造が提案された。
【０００３】
炭素ナノチューブを基盤として従来技術によるセンサーの一例として、複数の炭素ナノチューブと前記複数の炭素ナノチューブの両端に位置した四角形形状の第１及び第２電極で構成されたセンサーがある。従来技術によるセンサーにおいて、第２電極には基準電圧が印加され、炭素ナノチューブは感知対象によって抵抗が変化し、第１電極の電圧又は電流は炭素ナノチューブの抵抗の変化によって変化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来技術によるセンサーは改善すべき点がある。
【０００５】
第一、炭素ナノチューブが第１電極及び第２電極の間にのみ連結されるためには、即ち、炭素ナノチューブが第１電極及び第２電極のみならず、隣り合う第１電極にも連結されることを防止するためには、炭素ナノチューブをパターニングする必要性があり、これは、追加的な工程（一例として、フォトリソグラフィ工程）を必要とする。このような追加的な工程は、センサーの製造費用を増加させる。従って、炭素ナノチューブのパターニングを要求しない技術を開発すれば、センサーの製造費用を節減することができる。
【０００６】
第二、パターニングを行ったにもかかわらず、製造工程の誤謬等によって第１電極と隣り合う第１電極を連結する炭素ナノチューブが残存する場合には、センサーの測定の正確度を減少させる虞があり、製造されたセンサーを含めたＩＣチップ全体を廃棄しなければならない場合が発生する虞もある。従って、第１電極と隣り合う第１電極を連結する炭素ナノチューブが残存する場合にもセンサーが正常的に動作するようにする技術を開発すれば、センサーの歩留まりを増加させることができる。
【０００７】
第三、感知対象が液体である場合（又は、感知対象が所定の液体に含まれている場合）には、炭素ナノチューブの抵抗が炭素ナノチューブに隣接した液体の電位によって変更されることができるが、炭素ナノチューブに隣接した液体の電位が可変的なので、これによってセンサーの測定の正確度が下がる虞がある。従って、炭素ナノチューブに隣接した液体の電位をより一定に維持できる技術を開発すれば、センサーの測定の正確度を改善することができる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ナノ構造物が第１電極及び隣り合う第１電極間に連結されることを防止するためのパターニング工程を必要としないナノ構造物センサー及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
又、本発明の他の目的は、製造工程の誤謬等によって第１電極と隣り合う第１電極を連結する炭素ナノチューブが残存する場合にも正常的に動作することができるナノ構造物センサー及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
又、本発明の更に他の目的は、ナノ構造物に隣接した液体の電位をより一定に維持できるナノ構造物センサー及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決するために、本発明の第１側面は、基板と、前記基板上に位置する第１電極と、前記基板上に前記第１電極と離隔しており、前記第１電極を実質的に取り囲む第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に接触され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備するセンサーを提供する。
【００１２】
有利な具現は、次ぎの特徴のうち、１つ又はその以上を選択的に含むことができる。センサーは前記基板上に位置して、前記第１電極及び前記第２電極の間に位置した絶縁体を更に具備することができる。又、センサーは、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極と前記第１導電体との間に位置する−を更に具備することができる。又、センサーは、前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−を更に具備することができる。
【００１３】
一具現例として、第２電極は、第１電極を完全に取り囲む連続的な電極でも良い。一具現例として、１つ又はその以上の電極は、不連続的な電極でも良い。一具現例として、第２電極はギャップを含むことができる。一具現例として、ナノ構造物は、所望の取り囲む電極と接触することなくギャップを通じて他の電極と接触してはいけない。
【００１４】
センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を更に具備することができ、前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることができる。前記第２電極には、所定の電圧である基準電圧が印加されることができる。前記第１電極は、互いに離隔した複数の第１副電極（ｓｕｂ−ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）に分けられることができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することができる。
【００１５】
前記センサーは、前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極と離隔している追加的な第１電極と、前記基板上に前記第１電極、前記第２電極及び前記追加的な第１電極と離隔しており、前記追加的な第１電極を取り囲む追加的な第２電極と、前記追加的な第１電極及び前記追加的な第２電極に接続された追加的な少なくとも１つのナノ構造物と、を更に具備することができる。
【００１６】
前記センサーは、液体状態、気体状態、又は、前記感知対象に対する運搬体（ｃａｒｒｉｅｒ）のうち少なくともいずれか１つ内で感知を行うことができる。前記ナノ構造物は、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノ棒、ナノリボン、ナノフィルム、又はナノボールを具備することができる。
【００１７】
本発明の第２側面は、基板と、前記基板上に位置し、複数のホールを具備した第２電極と、前記基板上に前記第２電極と離隔しており、前記複数のホールのそれぞれの内部に位置した第１電極と、前記複数の第１電極及び前記第２電極に接続され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備するセンサーを提供する。
【００１８】
有利な具現は、次ぎの特徴のうち、１つ又はその以上を選択的に含むことができる。センサーは、前記第１電極及び前記第２電極を互いに絶縁させる絶縁体を更に具備することができる。又、前記センサーは、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記各第１電極と前記第１導電体との間に位置する−を更に具備することができる。前記センサーは、前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−を更に具備することができる。
【００１９】
前記センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを更に具備することができ、 前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることができる。前記第２電極には所定の電圧である基準電圧が印加されることができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することができる。
【００２０】
本発明の第３側面は、（ａ）基板を準備する段階と、（ｂ）前記基板上に位置する第１電極及び前記基板上に前記第１電極と離隔して前記第１電極を取り囲む第２電極を形成する段階と、（ｃ）前記第１電極の上面及び前記第２電極の上面に接触する少なくとも１つのナノ構造物を形成する段階と、を具備するセンサー製造方法を提供する。
【００２１】
有利な具現は、次ぎの特徴のうち、１つ又はその以上を選択的に含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、パターニング工程を行うことなく形成されることができる。前記方法は、（ｄ）前記（ｂ）段階と前記（ｃ）段階との間に行われ、前記基板上に絶縁体−前記絶縁体は前記第１電極及び前記第２電極の間に位置する−を形成する段階を更に具備することができる。前記方法は、（ｅ）前記（ｃ）段階後に行われ、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極及び前記第１導電体の間に位置する−及び前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極及び前記第２導電体の間に位置する−を形成する段階を更に具備することができる。
【００２２】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、リフトオフ方式で形成されることができる。
【００２３】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、化学的鍍金方式で形成されることもできる。この場合、前記（ａ）段階は、（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、（ａ２）前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、を含むことができる。前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する方式で行われることができる。前記（ａ）段階は、（ａ３）前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階を更に含むことができる。前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記金層の表面に追加的な金層が形成されるようにする方式で行われることができる。
【００２４】
前記方法は、（ｆ）前記（ｃ）段階後に行われ、熱処理を行う段階を更に具備することができる。この場合、前記（ａ）段階は、（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、（ａ２）少なくとも前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、（ａ３）少なくとも前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階と、を含むことができる。
【００２５】
前記方法は、（ｇ）前記（ａ）段階と前記（ｂ）段階との間に行われ、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を形成する段階を更に具備することができる。
【００２６】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意の配置を有することができる。前記（ｃ）段階は、（ｃ１）前記基板をＣＮＴが分散された溶液に浸漬させる段階と、（ｃ２）前記基板を前記溶液から引き出す段階と、を具備することができる。前記第１電極は、前記第２電極によって区画される複数の第１副電極に分けられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。
【図２】本発明の第１実施例によるセンサーに採用されることができる第１電極２０及び第２電極３０（又は、第１導電体７０及び第２導電体８０）の多様な変形例を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。
【図４】本発明の第３実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。
【図５】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図８】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図９】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図１１】第１及び第２電極２０、３０と第１及び第２導電体７０、８０を形成する方式の多様な例を説明するための図である。
【図１２】第１及び第２電極２０、３０と第１及び第２導電体７０、８０を形成する方式の多様な例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。図１の上部は平面図で、下部は断面図である。図１の断面図は、平面図のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【００３０】
図１を参照すると、センサーは、基板１０、第１電極２０、第２電極３０、及び少なくとも１つのナノ構造物４０を具備する。又、センサーは、絶縁体６０、第１導電体７０、第２導電体８０、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴと称する）９０を更に具備することができる。センサーは、感知対象５０のための運搬体と相互作用することができる。一具現例として、運搬体は水のような液体でも良く、気体でも良い。他の具現例として、運搬体は、気体状態又は液体状態内に位置することができる。一具現例として、運搬体は溶液でも良く、又は溶液内に位置することもできる。一具現例として、感知対象は、赤外線輻射のような電磁気輻射（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）であり得る。
【００３１】
又、センサーは、少なくとも１つの追加的な第１電極１００、少なくとも１つの追加的な第２電極１１０、複数の追加的なナノ構造物１２０、複数の追加的な絶縁体１３０、少なくとも１つの追加的な第１導電体１４０、及び少なくとも１つの追加的な第２導電体１５０を更に具備することができる。
【００３２】
基板１０として、多様な種類の基板が使用されることができる。例えば、基板１０は、半導体基板（例：シリコン基板）、シリコンオンインシュレータ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ、ＳＯＩ）基板、ガラス基板、又はプラスチック基板であり得る。
【００３３】
第１電極２０は、前記基板１０上に形成される。第１電極２０は、多様な構造を有することができる。例えば、第１電極２０は単一層構造でも良く、多層構造でも良い。一例として、第１電極２０は、アルミニウム（Ａｌ）の単一層で構成されることができる。他の例として、第１電極２０は、アルミニウム層とその上に位置したパラジウム（Ｐｄ）層で構成されることもできる。更に他の例として、第１電極２０は、アルミニウム層、アルミニウム層上に位置したパラジウム層、及びパラジウム層上に位置した金（Ａｕ）層で構成されることもできる。図面には、第１電極２０（又は、第１導電体７０）が四角形である場合の例が図示されているが、第１電極２０は多様に変形することができる。
【００３４】
第２電極３０も前記基板１０上に形成され、第１電極２０と類似に多様な構造を有することができる。第２電極３０は、第１電極２０と離隔して形成される。従って、第２電極３０は、第１電極２０に直接接触しない。第２電極３０は、第１電極２０の側面２１を取り囲む。
【００３５】
前述した一具現例として、第２電極は、第１電極の全ての面を完全に取り囲むことができる。しかし、他の具現例として、第２電極に１つ又はその以上のギャップが存在することができる。このような具現において、第２電極は不連続的な構造を有することができる。一具現例として、第１及び第２電極は不連続的でも良い。
【００３６】
ギャップが第２電極に存在する時、ギャップは一般的に充分に狭くなるべきである。その理由は、他の構造との干渉（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）又はセンサーの測定の正確性を悪化させる他の欠陥の可能性を充分に減少させることができ、一例として無視する程度にすることができるためである。一例として、仮に、ナノ構造物がギャップを通じて他の電極と接触する場合、干渉または他の欠陥によってセンサーの測定の正確度が悪化されることができる。一具現例として、ナノ構造物は取り囲む電極に接触しなくては、ギャップを通じて他の電極と接触しない。仮に、電極のギャップの大きさが小さく維持されると、センサーの生産量が大きく影響を受けず、例えば、ギャップがセンサーの生産量に及ぼす影響が他の工程による影響に対して小さいか、無視する程度であり得る。生産量と干渉はナノ構造物の形態（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）によって影響を受けることができ、このような影響は成分及び工程条件等に依存的である。適切な工程条件は、一般的に実験を通じて決定されることができる。
【００３７】
従って、「実質的に取り囲む」というのは、第２電極が連続的に完全に第１電極を取り囲むことを言及するか、第２電極が生産量に重大な影響を及ぼさない程度に充分に小さいギャップを有して第１電極を取り囲むことを言及する。
【００３８】
一具現例として、電極は、チップのエッジに位置することができる。この場合、「実質的に取り囲む」というのは、有効な（ａｖａｉｌａｂｌｅ）側面を取り囲むことを意味することができる。
【００３９】
第２電極３０が第１電極の側面２１を取り囲むとして、必ず図面のように第２電極３０が第１電極２０と同じ高さに位置することではなく、第２電極３０と第１電極２０が互いに高さをある程度違うようにしても、本発明の範疇に含まれる。
【００４０】
一具現例として、電極の側面は電極の一部として、電極の周辺を取り囲む部分を意味する。一具現例として、第２電極の内周（ｉｎｎｅｒ ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）は、第１電極の外周（ｏｕｔｅｒ ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）から一定な間隔だけ離れるか、そうではないことがある。この場合、第２電極の側面は第２電極の内周でも良く、第１電極の側面は第１電極の外周でも良い。
【００４１】
第２電極３０には、所定の電圧である基準電圧が印加されることが好ましい（従って、第１電極２０の電圧又は電流がナノ構造物４０の電気的特性の変化によって変化することが好ましい）。基準電圧は、一例として、電源電圧又は接地電圧であり得る。図面には、第２電極３０（又は第２導電体８０）が四角リング形状である場合の例が図示されているが、第２電極３０は多様に変更可能である。
【００４２】
少なくとも１つのナノ構造物４０は、第１電極２０及び第２電極３０に接続する。一例として、１つのナノ構造物４１の一部分が第１電極２０に接触し、前記ナノ構造物４１の他の一部分が第２電極３０に接触する方式でナノ構造物４１が第１電極２０及び第２電極３０に接続することができる。他の例として、１つのナノ構造物４２の一部分が第１電極２０に接触し、他の１つのナノ構造物４３の一部分が第２電極３０に接触し、前記１つのナノ構造物４２及び前記他の１つのナノ構造物４３が互いに接触する方式で、ナノ構造物４２、４３が第１電極２０及び第２電極３０に接続することができる。更に他の例として、１つのナノ構造物４４の一部分が第１電極２０に接触し、他の１つのナノ構造物４５の一部分が第２電極３０に接触し、前記１つのナノ構造物４４及び前記他の１つのナノ構造物４５が更に他の少なくとも１つのナノ構造物４６を通じて互いに接続する方式で、ナノ構造物４４、４５、４６が第１電極２０及び第２電極３０に接続することができる。一具現例として、ナノ構造物は縛られた網のように密集（ｄｅｎｓｅ）されることができる。
【００４３】
ナノ構造物４０として、多様な種類のナノ構造物が使用されることができる。例えば、ナノ構造部４０として、ナノチューブ（ｎａｎｏｔｕｂｅ）、ナノワイヤー（ｎａｎｏｗｉｒｅ）、ナノ棒（ｎａｎｏｒｏｄ）、ナノリボン（ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎ）、ナノフィルム（ｎａｎｏｆｉｌｍ）、又はナノボール（ｎａｎｏｂａｌｌ）が使用されることができる。又、ナノ構造物４０として、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ、以下、ＣＮＴと称する）、半導体ナノワイヤー（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｎａｎｏｗｉｒｅ）又は伝導性ポリマーが使用されることができる。ＣＮＴは、電気的特性によって金属の特性を有するＣＮＴと半導体の特性を有するＣＮＴとに区分することができ、壁の数によって単一壁（ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｌｌｅｄ）ＣＮＴ、二重壁（ｄｏｕｂｌｅ−ｗａｌｌｅｄ）ＣＮＴ、及び多重壁（ｍｕｌｔｉ−ｗａｌｌｅｄ）ＣＮＴ等に区分することができる。半導体ナノワイヤーを構成する物質しては、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、及びＣｄＯ等を含む非常に多様な物質のうち少なくともいずれか１つが使用されることができる。
【００４４】
一具現例として、ナノ構造物は、その断面の寸法より非常に長い長さを有することができる。そのようなナノ構造物は、ワイヤー、リボン、及びチューブを含むことができる。一具現例として、このようなナノ構造物は、これらが位置した構造物の表面と平行に延びるように構造物上に配置されることができる。
【００４５】
ナノ構造物４０の電気的特性は、感知対象５０によって変化する。変化される電気的特性は、一例として抵抗であり得る。即ち、感知対象５０の有無又は濃度によってナノ構造物４０の抵抗が変化することができる。感知対象は、例えば、蛋白質、デオキシリボ核酸（以下、ＤＮＡと称する）、分子、又はイオン等である。ナノ構造物４０が選択性を有するように、即ち、ナノ構造物４０の電気的特性が多数の感知対象のうち特定感知対象によって変化するように、ナノ構造物４０が特定感知対象に反応するようにする機能化（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）が行われることもできる。一具現例として、機能化はナノ構造物が溶液内の蛋白質、腫瘍標識（ｔｕｍｏｒ ｍａｒｋｅｒ）、分子、及びウイルスを検出することができるように影響を与えて、センサーが電気的特性を検出するようにする。本発明の実施例によるセンサーに使用されるナノ構造物４０は、任意の配置を有しても良い。
【００４６】
例えば、ナノ構造物４０が露出する感知対象５０は、液相又は気相（又は、感知対象が液体又は気体に含まれている）であり得る。他の例として、感知対象５０は、合成分子（ｃｏｍｐｌｅｘ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）のような分子であり得る。分子は、溶液内に位置することもできる。
【００４７】
絶縁体６０は基板１０上に形成され、第１電極２０及び第２電極３０の間に位置する。絶縁体６０の上面にナノ構造物４０が位置する。
【００４８】
第１導電体７０は、少なくとも１つのナノ構造物４０を挟んで第１電極２０上に位置する。従って、少なくとも１つのナノ構造物４０の一部が第１電極２０及び第１導電体７０の間に位置する。第１導電体７０は、一例として、金（Ａｕ）層であり得る。
【００４９】
第２導電体８０は、少なくとも１つのナノ構造物４０を挟んで第２電極３０上に位置する。従って、少なくとも１つのナノ構造物４０の一部が第２電極３０及び第２導電体８０の間に位置する。第２導電体８０も一例として金層であり得る。
【００５０】
ＭＯＳＦＥＴ９０は、第１電極２０及び第２電極３０の下に位置する。図面には、ＭＯＳＦＥＴ９０のゲート９１Ｇに第１電極２０が電気的に連結された例が示しているが、ＭＯＳＦＥＴ９０のゲート９１Ｇ、ソース９１Ｓ、及びドレイン９１Ｄのうち、少なくともいずれか１つが第１電極２０及び第２電極３０のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されていれば充分である。ＭＯＳＦＥＴ９０は、ゲート９１Ｇ、ソース９１Ｓ、ドレイン９１Ｄ、チャンネル領域９２、ゲート絶縁膜９３、ゲート電極９４Ｇ、ソース電極９４Ｓ、ドレイン電極９４Ｄ、及び絶縁膜９５を含む。ＭＯＳＦＥＴ９０は、ウェル（ｗｅｌｌ）９６を更に含むことができる。図面に示したＭＯＳＦＥＴ９０のうち、左側はＰＭＯＳ（ｐ−ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ソースとゲートがＰ型でドーピングされており、ウェルはＮ型でドーピングされている）を示し、右側はＮＭＯＳ（ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ソースとゲートがＮ型でドーピングされており、基板はＰ型基板である）に該当する。ＭＯＳＦＥＴ９０は、基板１０に形成されたＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）回路（図示せず）の一部分として使用されることができる。ＣＭＯＳ回路は、増幅器、アナログ−デジタル変換機（ＡＤＣ）、又は多数の第１電極２０、１００のうちから一部を選択するスイッチ等として使用されることができる。ＣＭＯＳ回路によってナノ構造物４０の電気的特性の変化に対応するデジタル信号が生成されることが好ましい。
【００５１】
センサーは、第１電極及び第２電極を複数個含むアレイ形態に具現されることができる。より具体的には、センサーは、少なくとも１つの追加的な第１電極１００、少なくとも１つの追加的な第２電極１１０、及び複数の追加的なナノ構造物１２０を更に具備することができる。又、センサーは、複数の追加的な絶縁体１３０、少なくとも１つの追加的な第１導電体１４０、及び少なくとも１つの追加的な第２導電体１５０を更に具備することができる。
【００５２】
少なくとも１つの追加的な第１電極１００は、基板１０上に第１電極２０及び第２電極３０と離隔して形成される。少なくとも１つの追加的な第１電極１００のうち、各第１電極は、少なくとも１つの追加的な第２電極１１０のうち、前記各第１電極に対応する第２電極によって取り囲まれる。
【００５３】
少なくとも１つの追加的な第２電極１１０は、基板上に第１電極２０、第２電極３０、及び少なくとも１つの追加的な第１電極１００と離隔して形成される。
【００５４】
複数の追加的なナノ構造物１２０のうち少なくとも１つのナノ構造物は、少なくとも１つの追加的な第１電極１００のうち、これに対応する第１電極及び少なくとも１つの追加的な第２電極１１０のうちでこれに対応する第２電極と接続される。
【００５５】
図２は、本発明の第１実施例によるセンサーに採用されることができる第１電極２０及び第２電極３０（又は、第１導電体７０及び第２導電体８０）の多様な変形例を説明するための図である。
【００５６】
図２の（ａ）を参照すると、第１電極２０（又は、第１導電体７０）は円形で、第２電極３０（又は、第２導電体８０）は円形リング形状である。
【００５７】
図２の（ｂ）を参照すると、第１電極２０（又は、第１導電体７０）は、複数の突出部２１と複数の陥凹部２２を具備し、第２電極３０（又は、第２導電体８０）も複数の突出部３１と複数の陥凹部３２を具備する。第２電極の突出部３１は、第１電極の陥凹部２２に突出されており、第１電極の突出部２１は第２電極の陥凹部３２に突出されている。第１電極２０及び第２電極３０（又は、第１導電体７０及び第２導電体８０）がこのような形状を有すると、第１電極２０及び第２電極３０の側面が広くなって敏感度が改善されることができる。
【００５８】
図２の（ｃ）を参照すると、第１電極２０（又は、第１導電体７０）は、複数の第１副電極（ｓｕｂ−ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２３に分けられることができる。複数の第１副電極２３は互いに離隔している。第１電極２０がこのような形状を有すると、複数の第１副電極２３のうち、特性の良い第１副電極２３のみを選択して使用することができるという長所がある。一例として、ナノ構造物４０が任意の配置を有するので、第２電極３０とある第１副電極２３との間にはナノ構造物４０が全く連結されないこともあり、第２電極３０と他のある第１副電極２３との間には所望の個数のナノ構造物４０が連結されていることもあり、第２電極３０と更に他のある第１副電極２３との間にはナノ構造物４０が過度に多く連結されていることもある。従って、測定を通じて所望の個数のナノ構造物が連結された第１副電極２３を選択して、選択された第１副電極２３のみを優れた特性の第１電極として使用することができる。
【００５９】
一具現例として、所望する、又は適切な数のナノ構造物は、構造物の種類又は電気的特性によって決定されることができる。一例として、第１電極と第２電極との間の抵抗が１０ＫＯｈｍ乃至１００ＫＯｈｍである時に抵抗の変化を測定するのが容易な場合に、複数の副電極のうちからこのような抵抗を有する第１副電極を選択することができる。他の具現例として、第１電極が複数の第１副電極に分けられた場合に、複数の第１副電極で測定された電気的特性の平均値が使用されることもできる。平均値を使用する方式は、１つの第１電極を使用する方式に対して、一般的にエラー発生に鈍感なので、このような方式は潜在的な長所を有している。
【００６０】
図３は、本発明の第２実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図であって、特に、ＭＯＳＦＥＴを含まないセンサーを説明するための図である。図３の上部は平面図で、下部は断面図である。図３の断面図は、平面図のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。
【００６１】
図３を参照すると、センサーは、基板１０、第１電極２０、第２電極３０、少なくとも１つのナノ構造物４０及び感知対象５０を具備する。又、センサーは、第１絶縁体６０、第１パッド２１０、第２パッド２２０、第１配線２３０、第２配線２４０、及び第２絶縁体２５０を更に具備することができる。又、図面には示していないが、センサーは第１電極２０上に形成された第１導電体及び第２電極３０上に形成された第２導電体を更に含むこともできる。
【００６２】
本発明の第１実施例によるセンサーの場合、センサーにＭＯＳＦＥＴが含まれ、ナノ構造物４０の電気的特性の変化が増幅及び／又はデジタル変換され出力される。しかし、本発明の第２実施例によるセンサーの場合、センサーにＭＯＳＦＥＴが含まれていないので、ナノ構造物４０の電気的特性の変化がそのまま第１配線２３０及び第１パッド２１０を経由して外部に出力される。
【００６３】
ＭＯＳＦＥＴを具現する必要がないので、本発明の第２実施例によるセンサーの場合、費用が安価であるプラスチック又は有機基板を使用することが好ましい。
【００６４】
図４は、本発明の第３実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。図４の上部は平面図で、下部は断面図である。図４の断面図は平面図のＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図である。
【００６５】
図４を参照すると、センサーは、基板１０、複数の第１電極２０、第２電極３０、複数のナノ構造物４０、及び感知対象５０を具備する。又、センサーは、絶縁体６０、複数の第１導電体７０、第２導電体８０、及びＭＯＳＦＥＴ９０を更に具備することができる。
【００６６】
複数の第１電極２０は基板１０上に形成される。本発明の第１実施例と類似に、第１電極２０は多様な構造及び多様な形状を有することができる。
【００６７】
第２電極３０も基板１０上に形成される。第２電極３０には、複数のホール３６が形成されている。複数のホール３６のうち、各ホールの内部には、複数の第１電極２０のうち、前記各ホールに対応する少なくとも１つの第１電極が第２電極３０と離隔して位置する。本発明の第１実施例と類似に、第２電極３０は多様な構造及び多様な形状を有することができる。第２電極３０には所定の電圧である基準電圧が印加されることが好ましい。
【００６８】
複数の絶縁体６０は、複数の第１電極２０及び前記第２電極３０を互いに絶縁させる。
【００６９】
複数の第１導電体７０は、複数のナノ構造物４０を挟んで複数の第１電極２０上に位置する。第１導電体７０は、一例として、金層でも良い。
【００７０】
第２導電体８０は、複数のナノ構造物４０を挟んで第２電極３０上に位置する。第２導電体８０も一例として金層でも良い。
【００７１】
基板１０、ナノ構造物４０、感知対象５０、及びＭＯＳＦＥＴ９０の構造は、本発明の第１実施例と類似なので、説明の便宜上、これらについての説明は省略する。
【００７２】
従来技術によるナノ構造物センサーの場合、工程等の誤謬によってナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結される場合、ある第１電極と隣り合う第１電極間のナノ構造物を通じた干渉によって正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結されても、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に位置する第２電極（第２電極には、基準電圧が印加される）に接続されるので、ある第１電極と隣り合う第１電極間に干渉が発生しない。従って、本発明によるセンサーは、工程等による誤謬に強い特性を有するという長所がある。
【００７３】
従来技術によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位が変更されセンサーの正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物が隣接した感知対象の電位をある程度一定に維持させるので、センサーの測定の正確度が改善される。より具体的に、従来技術によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象の一側面に位置する反面、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象を取り囲む。従って、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位がより一定に維持されることができ、従って、センサーの測定の正確度が改善される
【００７４】
図５乃至図１０は、本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。各図面の上部は平面図で、下部は断面図である。各図面の断面図は平面図のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。本発明の第２及び第３実施例によるセンサーの製造方法は、本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法及び図３及び図４を参照して容易に導出することができるので、これについての説明は、説明の便宜上省略する。
【００７５】
図５を参照すると、まず、基板１０を準備する。前述したように基板として多様な基板が使用されることができるが、図面には半導体基板が使用された例が示している。
【００７６】
図６を参照すると、ＭＯＳＦＥＴ９０を形成する。ＭＯＳＦＥＴ９０を形成する工程は、既によく知られているので、これについての詳細な説明は説明の便宜上省略する。図面符号９７は、第２電極３０と追加的な第２電極１００とを連結するための配線である。
【００７７】
図７を参照すると、基板１０上に位置する第１電極２０及び基板１０上に第１電極２０と離隔して位置して第１電極２０の側面を取り囲む第２電極３０を形成する。これと同時に追加的な第１電極１００及び追加的な第２電極１１０も形成される。
【００７８】
図８を参照すると、基板１０上に位置する絶縁体６０を形成する。絶縁体６０は、第１電極２０及び第２電極３０の間に位置する。これと同時に、追加的な絶縁体１３０も形成される。絶縁体は、一例としてＳｉＯ２であり得る。図面には第１及び第２電極２０、３０が形成された後に、絶縁体６０が形成される例が示しているが、図面と異なり、第１及び第２電極の一部が形成された後に、絶縁体６０が形成され、その後に第１及び第２電極２０、３０の残りが形成されることもできる。一例として、第１及び第２電極２０、３０が順次に積層されたアルミニウム層、パラジウム層、及び金層で構成された場合に、アルミニウム層、絶縁体６０、パラジウム層、及び金層が順次に形成されることもできる。他の例として、第１及び第２電極２０、３０が順次に積層されたアルミニウム層及びパラジウム層で構成された場合には、アルミニウム層、絶縁体６０、及びパラジウム層が順次に形成されることもできる。
【００７９】
図９を参照すると、第１電極２０の上面及び第２電極３０の上面に接触する少なくとも１つのナノ構造物４０を形成する。これと同時に追加的なナノ構造物１２０も形成される。好ましく、ナノ構造物４０、１２０は、フォトリソグラフィ工程のようなパターニング工程を行うことなく形成され、従って、ナノ構造物は任意の配置を有する。ナノ構造物は、一例として、基板１０をナノ構造物（一例：ＣＮＴ）が分散された溶液に浸漬させる段階及び基板１０を前記溶液から引き出す段階を通じて形成されることができる。ＣＮＴが分散された溶液は、一例として、ＣＮＴと１，２−ジクロロベンゼンを０．０２ｇ対２００ｍｌの比率で混合することにより得られる。又、基板の浸漬は、一例として、１分乃至５分間行われることができ、基板の引き出し速度は、一例として１乃至１０ｍｍ／ｍｉｎの値を有することができる。
【００８０】
図１０を参照すると、第１電極２０上に位置する第１導電体７０及び第２電極３０上に位置する第２導電体８０を形成する。これと同時に追加的な第１導電体１４０及び追加的な第２導電体１５０が形成される。第１導電体７０は、第１電極２０とナノ構造物４０との間の抵抗を改善するために使用され、第２導電体８０は、第２電極３０とナノ構造物４０との間の抵抗を改善するために使用される。第１導電体７０及び第２導電体８０は多様な方式で具現されることができる。例えば、パターニング方式と非（ｎｏｎ）パターニング方式、即ち、自己整列（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎ）方式がある。パターニング方式の一例としてリフトオフ方式がある。そして、非パターニング方式の一例として、化学的鍍金方式がある。より具体的に化学的鍍金方式として電解鍍金方式があり、好ましくは無電解鍍金方式がある。
【００８１】
第１導電体７０及び第２導電体８０を形成する工程の代わりに、熱処理（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程を通じて第１導電体７０及び第２導電体８０とナノ構造物４０間の抵抗を改善することもできる。
【００８２】
その後、図２に示すように、ナノ構造物４０を感知対象５０に露出させる。
【００８３】
図１１及び図１２は、第１及び第２電極２０、３０と第１及び第２導電体７０、８０を形成する方式の多様な例を説明するための図である。
【００８４】
図１１は、第１及び第２導電体７０、８０がリフトオフ方式で形成される例を説明するための図である。図１１を参照すると、ナノ構造物４０を基板１０上に形成した後に（図１１（ａ））、基板１０上に感光膜を塗布して露光及び現像でパターンを形成して第１及び第２電極２０、３０と追加的な第１及び第２電極１００、１１０の上部を除いた残り地域を覆う感光膜パターン３１０を形成する（図１１の（ｂ））。その後、感光膜パターン３１０上に金等の導電体３２０を蒸着した後に（図１１の（ｃ））、感光膜パターン３１０を除去することにより、第１及び第２電極２０、３０上に形成された第１及び第２導電体７０、８０だけを残して、感光膜パターン３１０上に形成された導電体は除去する（図１１の（ｄ））。
【００８５】
図１２は、第１及び第２導電体７０、８０が化学的鍍金方式、特に、無電解鍍金方式で形成される例を説明するための図であって、特に、第１及び第２電極２０、３０がアルミニウム層、パラジウム層、及び金層で構成され、アルミニウム層、絶縁体６０、パラジウム層、及び金層が順次に形成される場合の例を示す図である。
【００８６】
図１２を参照すると、基板１０上に第１及び第２電極２０、３０形状のアルミニウム層（又は、公知の導電層）３３０、及び絶縁体６０を形成する（図１２の（ａ））。
【００８７】
その後、アルミニウム層３３０の表面にパラジウム層３４０を形成し、パラジウム（Ｐｄ）層３４０上に金層３５０を形成する（図１２の（ｂ））。パラジウム層３４０を形成する過程は、基板１０の上面をパラジウムが含まれた溶液（パラジウム活性化溶液とも称する）に露出させる方式で行われることができる。パラジウムが含まれた溶液は、一例として、ＰｄＣｌ２ ０．１ｇ、ＨＣｌ ３ｍｌ、Ｈ３ＰＯ４（８５％） ３ｍｌ、Ｍｇ溶液 ６ｍｌ、ＰＥＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）溶液 １ｍｌ、及び純水で構成されることができる。基板１０の上面をパラジウムが含まれた溶液に露出させる工程は、一例として、常温で基板１０をパラジウムが含まれた溶液に３分間浸漬した後、洗浄する方式で行われることができる。基板１０の上面をパラジウムが含まれた溶液に露出させると、アルミニウム層３３０の表面にのみパラジウム層３４０が形成され、絶縁体６０の表面にはパラジウム層が形成されない。従って、パラジウム層３４０の形成は、別途のパターニング工程を必要としない。パラジウム層３４０を触媒として金が鍍金されるので、パラジウム層３４０は、金がよく蒸着されるようにする機能を行う。無電解鍍金方式で金層３５０を形成する過程は、基板１０の上面を金が含まれた溶液（金鍍金溶液とも称する）に露出させる方式で行われることができる。金が含まれた溶液は、一例として、ＫＣＮ ０．０６ｇ、クエン酸（ｃｉｔｒｉｃ ａｃｉｄ） ０．９ｇ、ＫＡｕＣＮ２ ０．１ｇ、ヒドラジン ２ｍｌ、及び純水 ５０ｍｌで構成されることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させる工程は、一例として、５０℃で基板１０を金が含まれた溶液に１時間２０分間浸漬させた後、洗浄する方式で行われることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させると、パラジウム層３４０の表面にのみ金層３５０が形成され、絶縁体６０の表面には金層が形成されない。従って、金層３５０の形成は、別途のパターニング工程を必要としない。
【００８８】
その後、パラジウム層３４０及び絶縁体６０上にナノ構造物４０を形成する（図１２の（ｃ））。
【００８９】
その後、金層３５０上に第１及び第２導電体７０、８０に該当する追加的な金層３６０を形成する（図１２の（ｄ））。無電解鍍金方式で金層３６０を形成する過程は、基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させる方式で行われることができる。金が含まれた溶液は、一例として、ＫＣＮ ０．０６ｇ、クエン酸 ０．９ｇ、ＫＡｕＣＮ２ ０．１ｇ、ヒドラジン ２ｍｌ、及び純水 ５０ｍｌで構成されることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させる工程は、一例として、５０℃で基板１０を金が含まれた溶液に１５分間浸漬させた後、洗浄する方式で行われることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させると、金層３５０の表面にのみ金層３６０が形成され、絶縁体６０の表面には金層が形成されない。従って、金層３６０の形成は、別途のパターニング工程を必要としない。
【００９０】
図１２に図示された化学的鍍金工程は、多様に変形可能である。一例として、第１及び第２導電体７０、８０に該当する金層３６０を形成せず、その代わりに、熱処理工程を行うこともできる。熱処理工程によって第１及び第２電極２０、３０とナノ構造物４０との間の抵抗を減少させることができる。他の例として、第１及び第２電極２０、３０に含まれる金層３５０を形成する工程を省略することもできる。
【００９１】
本発明のセンサー製造方法は、ナノ構造物４０のパターニングのための別途の工程を必要としないので、センサーの製造費用を節減することができるという長所がある。
【００９２】
本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、ナノ構造物４０のパターニングのための別途の工程を必要としないので、センサーの製造費用を節減することができるという長所がある。
【００９３】
又、本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、任意の配置を有するナノ構造物４０を基板１０に蒸着しても良いので、安価の工程（一例として基板をナノ構造物が含まれた溶液に浸漬させる工程）でもナノ構造物４０を蒸着することができるという長所がある。
【００９４】
従来技術によるナノ構造物センサーの場合、工程等の誤謬によってナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結される場合、ある第１電極と隣り合う第１電極間のナノ構造物を通じた干渉によって正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結されても、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に位置した第２電極（第２電極には基準電圧が印加される）に接続されるので、ある第１電極と隣り合う第１電極間に干渉が発生しない。従って、本発明によるセンサーは、工程等による誤謬に強い特性を有するという長所がある。
【００９５】
従来技術によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位が変更されセンサーの正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物が隣接した感知対象の電位をある程度一定に維持させるので、センサーの測定の正確度が改善される。より具体的に、従来技術によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象の一側面に位置する反面、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象を取り囲む。従って、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位をより一定に維持させることができ、従って、センサーの測定の正確度が改善される。
【００９６】
第３実施例の場合、取り囲む第２電極の面積が第１実施例による場合より広いので、感知対象の電位が一定に維持される効果がより改善される。又、第２電極を互いに連結する配線を省略することができるという追加的な効果を有する。
【００９７】
又、本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、第１及び第２導電体７０、８０を含む場合には（又は、熱処理が行われた場合には）、ナノ構造物と第１及び第２電極２０、３０との抵抗を改善することができるので、より正確な測定を可能にするという長所を有する。
【００９８】
又、本発明によるナノ構造物センサーの製造方法は、無電解鍍金方式で第１及び第２導電体７０、８０を製造する場合には、第１及び第２導電体７０、８０のパターニングのための別途の工程を必要としないので、センサーの製造費用を節減することができる。
【００９９】
又、本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、増幅器及び／又はＡＤＣ等として使用されることができるＭＯＳＦＥＴを含む場合には、ナノ構造物４０の電気的特性の変化を基板１０ですぐ増幅及び／又はデジタル変換することができるので、測定の正確度を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特徴請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 基板
２０ 第１電極
３０ 第２電極
４０ ナノ構造物
５０ 感知対象
６０ 絶縁体
７０ 第１導電体
８０ 第２導電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ構造物センサー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近には周囲の環境に敏感な炭素ナノチューブのようなナノ構造物の特性を用いた新たな化学的、生物学的なセンサーを開発するために炭素ナノチューブに関する関心が高まっており、既に多様な種類の炭素ナノチューブを基盤としたセンサー構造が提案された。
【０００３】
炭素ナノチューブを基盤として従来技術によるセンサーの一例として、複数の炭素ナノチューブと前記複数の炭素ナノチューブの両端に位置した四角形形状の第１及び第２電極で構成されたセンサーがある。従来技術によるセンサーにおいて、第２電極には基準電圧が印加され、炭素ナノチューブは感知対象によって抵抗が変化し、第１電極の電圧又は電流は炭素ナノチューブの抵抗の変化によって変化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来技術によるセンサーは改善すべき点がある。
【０００５】
第一、炭素ナノチューブが第１電極及び第２電極の間にのみ連結されるためには、即ち、炭素ナノチューブが第１電極及び第２電極のみならず、隣り合う第１電極にも連結されることを防止するためには、炭素ナノチューブをパターニングする必要性があり、これは、追加的な工程（一例として、フォトリソグラフィ工程）を必要とする。このような追加的な工程は、センサーの製造費用を増加させる。従って、炭素ナノチューブのパターニングを要求しない技術を開発すれば、センサーの製造費用を節減することができる。
【０００６】
第二、パターニングを行ったにもかかわらず、製造工程の誤謬等によって第１電極と隣り合う第１電極を連結する炭素ナノチューブが残存する場合には、センサーの測定の正確度を減少させる虞があり、製造されたセンサーを含めたＩＣチップ全体を廃棄しなければならない場合が発生する虞もある。従って、第１電極と隣り合う第１電極を連結する炭素ナノチューブが残存する場合にもセンサーが正常的に動作するようにする技術を開発すれば、センサーの歩留まりを増加させることができる。
【０００７】
第三、感知対象が液体である場合（又は、感知対象が所定の液体に含まれている場合）には、炭素ナノチューブの抵抗が炭素ナノチューブに隣接した液体の電位によって変更されることができるが、炭素ナノチューブに隣接した液体の電位が可変的なので、これによってセンサーの測定の正確度が下がる虞がある。従って、炭素ナノチューブに隣接した液体の電位をより一定に維持できる技術を開発すれば、センサーの測定の正確度を改善することができる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ナノ構造物が第１電極及び隣り合う第１電極間に連結されることを防止するためのパターニング工程を必要としないナノ構造物センサー及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
又、本発明の他の目的は、製造工程の誤謬等によって第１電極と隣り合う第１電極を連結する炭素ナノチューブが残存する場合にも正常的に動作することができるナノ構造物センサー及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
又、本発明の更に他の目的は、ナノ構造物に隣接した液体の電位をより一定に維持できるナノ構造物センサー及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決するために、本発明の第１側面は、基板と、前記基板上に位置する第１電極と、前記基板上に前記第１電極と離隔しており、前記第１電極を実質的に取り囲む第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に接触され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備するセンサーを提供する。
【００１２】
有利な具現は、次ぎの特徴のうち、１つ又はその以上を選択的に含むことができる。センサーは前記基板上に位置して、前記第１電極及び前記第２電極の間に位置した絶縁体を更に具備することができる。又、センサーは、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極と前記第１導電体との間に位置する−を更に具備することができる。又、センサーは、前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−を更に具備することができる。
【００１３】
一具現例として、第２電極は、第１電極を完全に取り囲む連続的な電極でも良い。一具現例として、１つ又はその以上の電極は、不連続的な電極でも良い。一具現例として、第２電極はギャップを含むことができる。一具現例として、ナノ構造物は、所望の取り囲む電極と接触することなくギャップを通じて他の電極と接触してはいけない。
【００１４】
センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を更に具備することができ、前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることができる。前記第２電極には、所定の電圧である基準電圧が印加されることができる。前記第１電極は、互いに離隔した複数の第１副電極（ｓｕｂ−ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）に分けられることができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することができる。
【００１５】
前記センサーは、前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極と離隔している追加的な第１電極と、前記基板上に前記第１電極、前記第２電極及び前記追加的な第１電極と離隔しており、前記追加的な第１電極を取り囲む追加的な第２電極と、前記追加的な第１電極及び前記追加的な第２電極に接続された追加的な少なくとも１つのナノ構造物と、を更に具備することができる。
【００１６】
前記センサーは、液体状態、気体状態、又は、前記感知対象に対する運搬体（ｃａｒｒｉｅｒ）のうち少なくともいずれか１つ内で感知を行うことができる。前記ナノ構造物は、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノ棒、ナノリボン、ナノフィルム、又はナノボールを具備することができる。
【００１７】
本発明の第２側面は、基板と、前記基板上に位置し、複数のホールを具備した第２電極と、前記基板上に前記第２電極と離隔しており、前記複数のホールのそれぞれの内部に位置した第１電極と、前記複数の第１電極及び前記第２電極に接続され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備するセンサーを提供する。
【００１８】
有利な具現は、次ぎの特徴のうち、１つ又はその以上を選択的に含むことができる。センサーは、前記第１電極及び前記第２電極を互いに絶縁させる絶縁体を更に具備することができる。又、前記センサーは、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記各第１電極と前記第１導電体との間に位置する−を更に具備することができる。前記センサーは、前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−を更に具備することができる。
【００１９】
前記センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを更に具備することができ、 前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることができる。前記第２電極には所定の電圧である基準電圧が印加されることができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することができる。
【００２０】
本発明の第３側面は、（ａ）基板を準備する段階と、（ｂ）前記基板上に位置する第１電極及び前記基板上に前記第１電極と離隔して前記第１電極を取り囲む第２電極を形成する段階と、（ｃ）前記第１電極の上面及び前記第２電極の上面に接触する少なくとも１つのナノ構造物を形成する段階と、を具備するセンサー製造方法を提供する。
【００２１】
有利な具現は、次ぎの特徴のうち、１つ又はその以上を選択的に含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、パターニング工程を行うことなく形成されることができる。前記方法は、（ｄ）前記（ｂ）段階と前記（ｃ）段階との間に行われ、前記基板上に絶縁体−前記絶縁体は前記第１電極及び前記第２電極の間に位置する−を形成する段階を更に具備することができる。前記方法は、（ｅ）前記（ｃ）段階後に行われ、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極及び前記第１導電体の間に位置する−及び前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極及び前記第２導電体の間に位置する−を形成する段階を更に具備することができる。
【００２２】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、リフトオフ方式で形成されることができる。
【００２３】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、化学的鍍金方式で形成されることもできる。この場合、前記（ａ）段階は、（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、（ａ２）前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、を含むことができる。前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する方式で行われることができる。前記（ａ）段階は、（ａ３）前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階を更に含むことができる。前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記金層の表面に追加的な金層が形成されるようにする方式で行われることができる。
【００２４】
前記方法は、（ｆ）前記（ｃ）段階後に行われ、熱処理を行う段階を更に具備することができる。この場合、前記（ａ）段階は、（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、（ａ２）少なくとも前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、（ａ３）少なくとも前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階と、を含むことができる。
【００２５】
前記方法は、（ｇ）前記（ａ）段階と前記（ｂ）段階との間に行われ、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を形成する段階を更に具備することができる。
【００２６】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意の配置を有することができる。前記（ｃ）段階は、（ｃ１）前記基板をＣＮＴが分散された溶液に浸漬させる段階と、（ｃ２）前記基板を前記溶液から引き出す段階と、を具備することができる。前記第１電極は、前記第２電極によって区画される複数の第１副電極に分けられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。
【図２】本発明の第１実施例によるセンサーに採用されることができる第１電極２０及び第２電極３０（又は、第１導電体７０及び第２導電体８０）の多様な変形例を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。
【図４】本発明の第３実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。
【図５】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図８】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図９】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。
【図１１】第１及び第２電極２０、３０と第１及び第２導電体７０、８０を形成する方式の多様な例を説明するための図である。
【図１２】第１及び第２電極２０、３０と第１及び第２導電体７０、８０を形成する方式の多様な例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。図１の上部は平面図で、下部は断面図である。図１の断面図は、平面図のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【００３０】
図１を参照すると、センサーは、基板１０、第１電極２０、第２電極３０、及び少なくとも１つのナノ構造物４０を具備する。又、センサーは、絶縁体６０、第１導電体７０、第２導電体８０、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴと称する）９０を更に具備することができる。センサーは、感知対象５０のための運搬体と相互作用することができる。一具現例として、運搬体は水のような液体でも良く、気体でも良い。他の具現例として、運搬体は、気体状態又は液体状態内に位置することができる。一具現例として、運搬体は溶液でも良く、又は溶液内に位置することもできる。一具現例として、感知対象は、赤外線輻射のような電磁気輻射（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）であり得る。
【００３１】
又、センサーは、少なくとも１つの追加的な第１電極１００、少なくとも１つの追加的な第２電極１１０、複数の追加的なナノ構造物１２０、複数の追加的な絶縁体１３０、少なくとも１つの追加的な第１導電体１４０、及び少なくとも１つの追加的な第２導電体１５０を更に具備することができる。
【００３２】
基板１０として、多様な種類の基板が使用されることができる。例えば、基板１０は、半導体基板（例：シリコン基板）、シリコンオンインシュレータ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ、ＳＯＩ）基板、ガラス基板、又はプラスチック基板であり得る。
【００３３】
第１電極２０は、前記基板１０上に形成される。第１電極２０は、多様な構造を有することができる。例えば、第１電極２０は単一層構造でも良く、多層構造でも良い。一例として、第１電極２０は、アルミニウム（Ａｌ）の単一層で構成されることができる。他の例として、第１電極２０は、アルミニウム層とその上に位置したパラジウム（Ｐｄ）層で構成されることもできる。更に他の例として、第１電極２０は、アルミニウム層、アルミニウム層上に位置したパラジウム層、及びパラジウム層上に位置した金（Ａｕ）層で構成されることもできる。図面には、第１電極２０（又は、第１導電体７０）が四角形である場合の例が図示されているが、第１電極２０は多様に変形することができる。
【００３４】
第２電極３０も前記基板１０上に形成され、第１電極２０と類似に多様な構造を有することができる。第２電極３０は、第１電極２０と離隔して形成される。従って、第２電極３０は、第１電極２０に直接接触しない。第２電極３０は、第１電極２０の側面２１を取り囲む。
【００３５】
前述した一具現例として、第２電極は、第１電極の全ての面を完全に取り囲むことができる。しかし、他の具現例として、第２電極に１つ又はその以上のギャップが存在することができる。このような具現において、第２電極は不連続的な構造を有することができる。一具現例として、第１及び第２電極は不連続的でも良い。
【００３６】
ギャップが第２電極に存在する時、ギャップは一般的に充分に狭くなるべきである。その理由は、他の構造との干渉（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）又はセンサーの測定の正確性を悪化させる他の欠陥の可能性を充分に減少させることができ、一例として無視する程度にすることができるためである。一例として、仮に、ナノ構造物がギャップを通じて他の電極と接触する場合、干渉または他の欠陥によってセンサーの測定の正確度が悪化されることができる。一具現例として、ナノ構造物は取り囲む電極に接触しなくては、ギャップを通じて他の電極と接触しない。仮に、電極のギャップの大きさが小さく維持されると、センサーの生産量が大きく影響を受けず、例えば、ギャップがセンサーの生産量に及ぼす影響が他の工程による影響に対して小さいか、無視する程度であり得る。生産量と干渉はナノ構造物の形態（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）によって影響を受けることができ、このような影響は成分及び工程条件等に依存的である。適切な工程条件は、一般的に実験を通じて決定されることができる。
【００３７】
従って、「実質的に取り囲む」というのは、第２電極が連続的に完全に第１電極を取り囲むことを言及するか、第２電極が生産量に重大な影響を及ぼさない程度に充分に小さいギャップを有して第１電極を取り囲むことを言及する。
【００３８】
一具現例として、電極は、チップのエッジに位置することができる。この場合、「実質的に取り囲む」というのは、有効な（ａｖａｉｌａｂｌｅ）側面を取り囲むことを意味することができる。
【００３９】
第２電極３０が第１電極の側面２１を取り囲むとして、必ず図面のように第２電極３０が第１電極２０と同じ高さに位置することではなく、第２電極３０と第１電極２０が互いに高さをある程度違うようにしても、本発明の範疇に含まれる。
【００４０】
一具現例として、電極の側面は電極の一部として、電極の周辺を取り囲む部分を意味する。一具現例として、第２電極の内周（ｉｎｎｅｒ ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）は、第１電極の外周（ｏｕｔｅｒ ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）から一定な間隔だけ離れるか、そうではないことがある。この場合、第２電極の側面は第２電極の内周でも良く、第１電極の側面は第１電極の外周でも良い。
【００４１】
第２電極３０には、所定の電圧である基準電圧が印加されることが好ましい（従って、第１電極２０の電圧又は電流がナノ構造物４０の電気的特性の変化によって変化することが好ましい）。基準電圧は、一例として、電源電圧又は接地電圧であり得る。図面には、第２電極３０（又は第２導電体８０）が四角リング形状である場合の例が図示されているが、第２電極３０は多様に変更可能である。
【００４２】
少なくとも１つのナノ構造物４０は、第１電極２０及び第２電極３０に接続する。一例として、１つのナノ構造物４１の一部分が第１電極２０に接触し、前記ナノ構造物４１の他の一部分が第２電極３０に接触する方式でナノ構造物４１が第１電極２０及び第２電極３０に接続することができる。他の例として、１つのナノ構造物４２の一部分が第１電極２０に接触し、他の１つのナノ構造物４３の一部分が第２電極３０に接触し、前記１つのナノ構造物４２及び前記他の１つのナノ構造物４３が互いに接触する方式で、ナノ構造物４２、４３が第１電極２０及び第２電極３０に接続することができる。更に他の例として、１つのナノ構造物４４の一部分が第１電極２０に接触し、他の１つのナノ構造物４５の一部分が第２電極３０に接触し、前記１つのナノ構造物４４及び前記他の１つのナノ構造物４５が更に他の少なくとも１つのナノ構造物４６を通じて互いに接続する方式で、ナノ構造物４４、４５、４６が第１電極２０及び第２電極３０に接続することができる。一具現例として、ナノ構造物は縛られた網のように密集（ｄｅｎｓｅ）されることができる。
【００４３】
ナノ構造物４０として、多様な種類のナノ構造物が使用されることができる。例えば、ナノ構造部４０として、ナノチューブ（ｎａｎｏｔｕｂｅ）、ナノワイヤー（ｎａｎｏｗｉｒｅ）、ナノ棒（ｎａｎｏｒｏｄ）、ナノリボン（ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎ）、ナノフィルム（ｎａｎｏｆｉｌｍ）、又はナノボール（ｎａｎｏｂａｌｌ）が使用されることができる。又、ナノ構造物４０として、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ、以下、ＣＮＴと称する）、半導体ナノワイヤー（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｎａｎｏｗｉｒｅ）又は伝導性ポリマーが使用されることができる。ＣＮＴは、電気的特性によって金属の特性を有するＣＮＴと半導体の特性を有するＣＮＴとに区分することができ、壁の数によって単一壁（ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｌｌｅｄ）ＣＮＴ、二重壁（ｄｏｕｂｌｅ−ｗａｌｌｅｄ）ＣＮＴ、及び多重壁（ｍｕｌｔｉ−ｗａｌｌｅｄ）ＣＮＴ等に区分することができる。半導体ナノワイヤーを構成する物質しては、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、及びＣｄＯ等を含む非常に多様な物質のうち少なくともいずれか１つが使用されることができる。
【００４４】
一具現例として、ナノ構造物は、その断面の寸法より非常に長い長さを有することができる。そのようなナノ構造物は、ワイヤー、リボン、及びチューブを含むことができる。一具現例として、このようなナノ構造物は、これらが位置した構造物の表面と平行に延びるように構造物上に配置されることができる。
【００４５】
ナノ構造物４０の電気的特性は、感知対象５０によって変化する。変化される電気的特性は、一例として抵抗であり得る。即ち、感知対象５０の有無又は濃度によってナノ構造物４０の抵抗が変化することができる。感知対象は、例えば、蛋白質、デオキシリボ核酸（以下、ＤＮＡと称する）、分子、又はイオン等である。ナノ構造物４０が選択性を有するように、即ち、ナノ構造物４０の電気的特性が多数の感知対象のうち特定感知対象によって変化するように、ナノ構造物４０が特定感知対象に反応するようにする機能化（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）が行われることもできる。一具現例として、機能化はナノ構造物が溶液内の蛋白質、腫瘍標識（ｔｕｍｏｒ ｍａｒｋｅｒ）、分子、及びウイルスを検出することができるように影響を与えて、センサーが電気的特性を検出するようにする。本発明の実施例によるセンサーに使用されるナノ構造物４０は、任意の配置を有しても良い。
【００４６】
例えば、ナノ構造物４０が露出する感知対象５０は、液相又は気相（又は、感知対象が液体又は気体に含まれている）であり得る。他の例として、感知対象５０は、合成分子（ｃｏｍｐｌｅｘ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）のような分子であり得る。分子は、溶液内に位置することもできる。
【００４７】
絶縁体６０は基板１０上に形成され、第１電極２０及び第２電極３０の間に位置する。絶縁体６０の上面にナノ構造物４０が位置する。
【００４８】
第１導電体７０は、少なくとも１つのナノ構造物４０を挟んで第１電極２０上に位置する。従って、少なくとも１つのナノ構造物４０の一部が第１電極２０及び第１導電体７０の間に位置する。第１導電体７０は、一例として、金（Ａｕ）層であり得る。
【００４９】
第２導電体８０は、少なくとも１つのナノ構造物４０を挟んで第２電極３０上に位置する。従って、少なくとも１つのナノ構造物４０の一部が第２電極３０及び第２導電体８０の間に位置する。第２導電体８０も一例として金層であり得る。
【００５０】
ＭＯＳＦＥＴ９０は、第１電極２０及び第２電極３０の下に位置する。図面には、ＭＯＳＦＥＴ９０のゲート９１Ｇに第１電極２０が電気的に連結された例が示しているが、ＭＯＳＦＥＴ９０のゲート９１Ｇ、ソース９１Ｓ、及びドレイン９１Ｄのうち、少なくともいずれか１つが第１電極２０及び第２電極３０のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されていれば充分である。ＭＯＳＦＥＴ９０は、ゲート９１Ｇ、ソース９１Ｓ、ドレイン９１Ｄ、チャンネル領域９２、ゲート絶縁膜９３、ゲート電極９４Ｇ、ソース電極９４Ｓ、ドレイン電極９４Ｄ、及び絶縁膜９５を含む。ＭＯＳＦＥＴ９０は、ウェル（ｗｅｌｌ）９６を更に含むことができる。図面に示したＭＯＳＦＥＴ９０のうち、左側はＰＭＯＳ（ｐ−ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ソースとゲートがＰ型でドーピングされており、ウェルはＮ型でドーピングされている）を示し、右側はＮＭＯＳ（ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ソースとゲートがＮ型でドーピングされており、基板はＰ型基板である）に該当する。ＭＯＳＦＥＴ９０は、基板１０に形成されたＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）回路（図示せず）の一部分として使用されることができる。ＣＭＯＳ回路は、増幅器、アナログ−デジタル変換機（ＡＤＣ）、又は多数の第１電極２０、１００のうちから一部を選択するスイッチ等として使用されることができる。ＣＭＯＳ回路によってナノ構造物４０の電気的特性の変化に対応するデジタル信号が生成されることが好ましい。
【００５１】
センサーは、第１電極及び第２電極を複数個含むアレイ形態に具現されることができる。より具体的には、センサーは、少なくとも１つの追加的な第１電極１００、少なくとも１つの追加的な第２電極１１０、及び複数の追加的なナノ構造物１２０を更に具備することができる。又、センサーは、複数の追加的な絶縁体１３０、少なくとも１つの追加的な第１導電体１４０、及び少なくとも１つの追加的な第２導電体１５０を更に具備することができる。
【００５２】
少なくとも１つの追加的な第１電極１００は、基板１０上に第１電極２０及び第２電極３０と離隔して形成される。少なくとも１つの追加的な第１電極１００のうち、各第１電極は、少なくとも１つの追加的な第２電極１１０のうち、前記各第１電極に対応する第２電極によって取り囲まれる。
【００５３】
少なくとも１つの追加的な第２電極１１０は、基板上に第１電極２０、第２電極３０、及び少なくとも１つの追加的な第１電極１００と離隔して形成される。
【００５４】
複数の追加的なナノ構造物１２０のうち少なくとも１つのナノ構造物は、少なくとも１つの追加的な第１電極１００のうち、これに対応する第１電極及び少なくとも１つの追加的な第２電極１１０のうちでこれに対応する第２電極と接続される。
【００５５】
図２は、本発明の第１実施例によるセンサーに採用されることができる第１電極２０及び第２電極３０（又は、第１導電体７０及び第２導電体８０）の多様な変形例を説明するための図である。
【００５６】
図２の（ａ）を参照すると、第１電極２０（又は、第１導電体７０）は円形で、第２電極３０（又は、第２導電体８０）は円形リング形状である。
【００５７】
図２の（ｂ）を参照すると、第１電極２０（又は、第１導電体７０）は、複数の突出部２１と複数の陥凹部２２を具備し、第２電極３０（又は、第２導電体８０）も複数の突出部３１と複数の陥凹部３２を具備する。第２電極の突出部３１は、第１電極の陥凹部２２に突出されており、第１電極の突出部２１は第２電極の陥凹部３２に突出されている。第１電極２０及び第２電極３０（又は、第１導電体７０及び第２導電体８０）がこのような形状を有すると、第１電極２０及び第２電極３０の側面が広くなって敏感度が改善されることができる。
【００５８】
図２の（ｃ）を参照すると、第１電極２０（又は、第１導電体７０）は、複数の第１副電極（ｓｕｂ−ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２３に分けられることができる。複数の第１副電極２３は互いに離隔している。第１電極２０がこのような形状を有すると、複数の第１副電極２３のうち、特性の良い第１副電極２３のみを選択して使用することができるという長所がある。一例として、ナノ構造物４０が任意の配置を有するので、第２電極３０とある第１副電極２３との間にはナノ構造物４０が全く連結されないこともあり、第２電極３０と他のある第１副電極２３との間には所望の個数のナノ構造物４０が連結されていることもあり、第２電極３０と更に他のある第１副電極２３との間にはナノ構造物４０が過度に多く連結されていることもある。従って、測定を通じて所望の個数のナノ構造物が連結された第１副電極２３を選択して、選択された第１副電極２３のみを優れた特性の第１電極として使用することができる。
【００５９】
一具現例として、所望する、又は適切な数のナノ構造物は、構造物の種類又は電気的特性によって決定されることができる。一例として、第１電極と第２電極との間の抵抗が１０ＫＯｈｍ乃至１００ＫＯｈｍである時に抵抗の変化を測定するのが容易な場合に、複数の副電極のうちからこのような抵抗を有する第１副電極を選択することができる。他の具現例として、第１電極が複数の第１副電極に分けられた場合に、複数の第１副電極で測定された電気的特性の平均値が使用されることもできる。平均値を使用する方式は、１つの第１電極を使用する方式に対して、一般的にエラー発生に鈍感なので、このような方式は潜在的な長所を有している。
【００６０】
図３は、本発明の第２実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図であって、特に、ＭＯＳＦＥＴを含まないセンサーを説明するための図である。図３の上部は平面図で、下部は断面図である。図３の断面図は、平面図のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。
【００６１】
図３を参照すると、センサーは、基板１０、第１電極２０、第２電極３０、少なくとも１つのナノ構造物４０及び感知対象５０を具備する。又、センサーは、第１絶縁体６０、第１パッド２１０、第２パッド２２０、第１配線２３０、第２配線２４０、及び第２絶縁体２５０を更に具備することができる。又、図面には示していないが、センサーは第１電極２０上に形成された第１導電体及び第２電極３０上に形成された第２導電体を更に含むこともできる。
【００６２】
本発明の第１実施例によるセンサーの場合、センサーにＭＯＳＦＥＴが含まれ、ナノ構造物４０の電気的特性の変化が増幅及び／又はデジタル変換され出力される。しかし、本発明の第２実施例によるセンサーの場合、センサーにＭＯＳＦＥＴが含まれていないので、ナノ構造物４０の電気的特性の変化がそのまま第１配線２３０及び第１パッド２１０を経由して外部に出力される。
【００６３】
ＭＯＳＦＥＴを具現する必要がないので、本発明の第２実施例によるセンサーの場合、費用が安価であるプラスチック又は有機基板を使用することが好ましい。
【００６４】
図４は、本発明の第３実施例によるセンサーの平面図及び断面図を簡略に示す図である。図４の上部は平面図で、下部は断面図である。図４の断面図は平面図のＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図である。
【００６５】
図４を参照すると、センサーは、基板１０、複数の第１電極２０、第２電極３０、複数のナノ構造物４０、及び感知対象５０を具備する。又、センサーは、絶縁体６０、複数の第１導電体７０、第２導電体８０、及びＭＯＳＦＥＴ９０を更に具備することができる。
【００６６】
複数の第１電極２０は基板１０上に形成される。本発明の第１実施例と類似に、第１電極２０は多様な構造及び多様な形状を有することができる。
【００６７】
第２電極３０も基板１０上に形成される。第２電極３０には、複数のホール３６が形成されている。複数のホール３６のうち、各ホールの内部には、複数の第１電極２０のうち、前記各ホールに対応する少なくとも１つの第１電極が第２電極３０と離隔して位置する。本発明の第１実施例と類似に、第２電極３０は多様な構造及び多様な形状を有することができる。第２電極３０には所定の電圧である基準電圧が印加されることが好ましい。
【００６８】
複数の絶縁体６０は、複数の第１電極２０及び前記第２電極３０を互いに絶縁させる。
【００６９】
複数の第１導電体７０は、複数のナノ構造物４０を挟んで複数の第１電極２０上に位置する。第１導電体７０は、一例として、金層でも良い。
【００７０】
第２導電体８０は、複数のナノ構造物４０を挟んで第２電極３０上に位置する。第２導電体８０も一例として金層でも良い。
【００７１】
基板１０、ナノ構造物４０、感知対象５０、及びＭＯＳＦＥＴ９０の構造は、本発明の第１実施例と類似なので、説明の便宜上、これらについての説明は省略する。
【００７２】
従来技術によるナノ構造物センサーの場合、工程等の誤謬によってナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結される場合、ある第１電極と隣り合う第１電極間のナノ構造物を通じた干渉によって正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結されても、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に位置する第２電極（第２電極には、基準電圧が印加される）に接続されるので、ある第１電極と隣り合う第１電極間に干渉が発生しない。従って、本発明によるセンサーは、工程等による誤謬に強い特性を有するという長所がある。
【００７３】
従来技術によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位が変更されセンサーの正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物が隣接した感知対象の電位をある程度一定に維持させるので、センサーの測定の正確度が改善される。より具体的に、従来技術によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象の一側面に位置する反面、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象を取り囲む。従って、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位がより一定に維持されることができ、従って、センサーの測定の正確度が改善される
【００７４】
図５乃至図１０は、本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法の各段階を示す図である。各図面の上部は平面図で、下部は断面図である。各図面の断面図は平面図のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。本発明の第２及び第３実施例によるセンサーの製造方法は、本発明の第１実施例によるセンサーの製造方法及び図３及び図４を参照して容易に導出することができるので、これについての説明は、説明の便宜上省略する。
【００７５】
図５を参照すると、まず、基板１０を準備する。前述したように基板として多様な基板が使用されることができるが、図面には半導体基板が使用された例が示している。
【００７６】
図６を参照すると、ＭＯＳＦＥＴ９０を形成する。ＭＯＳＦＥＴ９０を形成する工程は、既によく知られているので、これについての詳細な説明は説明の便宜上省略する。図面符号９７は、第２電極３０と追加的な第２電極１００とを連結するための配線である。
【００７７】
図７を参照すると、基板１０上に位置する第１電極２０及び基板１０上に第１電極２０と離隔して位置して第１電極２０の側面を取り囲む第２電極３０を形成する。これと同時に追加的な第１電極１００及び追加的な第２電極１１０も形成される。
【００７８】
図８を参照すると、基板１０上に位置する絶縁体６０を形成する。絶縁体６０は、第１電極２０及び第２電極３０の間に位置する。これと同時に、追加的な絶縁体１３０も形成される。絶縁体は、一例としてＳｉＯ２であり得る。図面には第１及び第２電極２０、３０が形成された後に、絶縁体６０が形成される例が示しているが、図面と異なり、第１及び第２電極の一部が形成された後に、絶縁体６０が形成され、その後に第１及び第２電極２０、３０の残りが形成されることもできる。一例として、第１及び第２電極２０、３０が順次に積層されたアルミニウム層、パラジウム層、及び金層で構成された場合に、アルミニウム層、絶縁体６０、パラジウム層、及び金層が順次に形成されることもできる。他の例として、第１及び第２電極２０、３０が順次に積層されたアルミニウム層及びパラジウム層で構成された場合には、アルミニウム層、絶縁体６０、及びパラジウム層が順次に形成されることもできる。
【００７９】
図９を参照すると、第１電極２０の上面及び第２電極３０の上面に接触する少なくとも１つのナノ構造物４０を形成する。これと同時に追加的なナノ構造物１２０も形成される。好ましく、ナノ構造物４０、１２０は、フォトリソグラフィ工程のようなパターニング工程を行うことなく形成され、従って、ナノ構造物は任意の配置を有する。ナノ構造物は、一例として、基板１０をナノ構造物（一例：ＣＮＴ）が分散された溶液に浸漬させる段階及び基板１０を前記溶液から引き出す段階を通じて形成されることができる。ＣＮＴが分散された溶液は、一例として、ＣＮＴと１，２−ジクロロベンゼンを０．０２ｇ対２００ｍｌの比率で混合することにより得られる。又、基板の浸漬は、一例として、１分乃至５分間行われることができ、基板の引き出し速度は、一例として１乃至１０ｍｍ／ｍｉｎの値を有することができる。
【００８０】
図１０を参照すると、第１電極２０上に位置する第１導電体７０及び第２電極３０上に位置する第２導電体８０を形成する。これと同時に追加的な第１導電体１４０及び追加的な第２導電体１５０が形成される。第１導電体７０は、第１電極２０とナノ構造物４０との間の抵抗を改善するために使用され、第２導電体８０は、第２電極３０とナノ構造物４０との間の抵抗を改善するために使用される。第１導電体７０及び第２導電体８０は多様な方式で具現されることができる。例えば、パターニング方式と非（ｎｏｎ）パターニング方式、即ち、自己整列（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎ）方式がある。パターニング方式の一例としてリフトオフ方式がある。そして、非パターニング方式の一例として、化学的鍍金方式がある。より具体的に化学的鍍金方式として電解鍍金方式があり、好ましくは無電解鍍金方式がある。
【００８１】
第１導電体７０及び第２導電体８０を形成する工程の代わりに、熱処理（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程を通じて第１導電体７０及び第２導電体８０とナノ構造物４０間の抵抗を改善することもできる。
【００８２】
その後、図２に示すように、ナノ構造物４０を感知対象５０に露出させる。
【００８３】
図１１及び図１２は、第１及び第２電極２０、３０と第１及び第２導電体７０、８０を形成する方式の多様な例を説明するための図である。
【００８４】
図１１は、第１及び第２導電体７０、８０がリフトオフ方式で形成される例を説明するための図である。図１１を参照すると、ナノ構造物４０を基板１０上に形成した後に（図１１（ａ））、基板１０上に感光膜を塗布して露光及び現像でパターンを形成して第１及び第２電極２０、３０と追加的な第１及び第２電極１００、１１０の上部を除いた残り地域を覆う感光膜パターン３１０を形成する（図１１の（ｂ））。その後、感光膜パターン３１０上に金等の導電体３２０を蒸着した後に（図１１の（ｃ））、感光膜パターン３１０を除去することにより、第１及び第２電極２０、３０上に形成された第１及び第２導電体７０、８０だけを残して、感光膜パターン３１０上に形成された導電体は除去する（図１１の（ｄ））。
【００８５】
図１２は、第１及び第２導電体７０、８０が化学的鍍金方式、特に、無電解鍍金方式で形成される例を説明するための図であって、特に、第１及び第２電極２０、３０がアルミニウム層、パラジウム層、及び金層で構成され、アルミニウム層、絶縁体６０、パラジウム層、及び金層が順次に形成される場合の例を示す図である。
【００８６】
図１２を参照すると、基板１０上に第１及び第２電極２０、３０形状のアルミニウム層（又は、公知の導電層）３３０、及び絶縁体６０を形成する（図１２の（ａ））。
【００８７】
その後、アルミニウム層３３０の表面にパラジウム層３４０を形成し、パラジウム（Ｐｄ）層３４０上に金層３５０を形成する（図１２の（ｂ））。パラジウム層３４０を形成する過程は、基板１０の上面をパラジウムが含まれた溶液（パラジウム活性化溶液とも称する）に露出させる方式で行われることができる。パラジウムが含まれた溶液は、一例として、ＰｄＣｌ２ ０．１ｇ、ＨＣｌ ３ｍｌ、Ｈ３ＰＯ４（８５％） ３ｍｌ、Ｍｇ溶液 ６ｍｌ、ＰＥＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）溶液 １ｍｌ、及び純水で構成されることができる。基板１０の上面をパラジウムが含まれた溶液に露出させる工程は、一例として、常温で基板１０をパラジウムが含まれた溶液に３分間浸漬した後、洗浄する方式で行われることができる。基板１０の上面をパラジウムが含まれた溶液に露出させると、アルミニウム層３３０の表面にのみパラジウム層３４０が形成され、絶縁体６０の表面にはパラジウム層が形成されない。従って、パラジウム層３４０の形成は、別途のパターニング工程を必要としない。パラジウム層３４０を触媒として金が鍍金されるので、パラジウム層３４０は、金がよく蒸着されるようにする機能を行う。無電解鍍金方式で金層３５０を形成する過程は、基板１０の上面を金が含まれた溶液（金鍍金溶液とも称する）に露出させる方式で行われることができる。金が含まれた溶液は、一例として、ＫＣＮ ０．０６ｇ、クエン酸（ｃｉｔｒｉｃ ａｃｉｄ） ０．９ｇ、ＫＡｕＣＮ２ ０．１ｇ、ヒドラジン ２ｍｌ、及び純水 ５０ｍｌで構成されることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させる工程は、一例として、５０℃で基板１０を金が含まれた溶液に１時間２０分間浸漬させた後、洗浄する方式で行われることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させると、パラジウム層３４０の表面にのみ金層３５０が形成され、絶縁体６０の表面には金層が形成されない。従って、金層３５０の形成は、別途のパターニング工程を必要としない。
【００８８】
その後、パラジウム層３４０及び絶縁体６０上にナノ構造物４０を形成する（図１２の（ｃ））。
【００８９】
その後、金層３５０上に第１及び第２導電体７０、８０に該当する追加的な金層３６０を形成する（図１２の（ｄ））。無電解鍍金方式で金層３６０を形成する過程は、基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させる方式で行われることができる。金が含まれた溶液は、一例として、ＫＣＮ ０．０６ｇ、クエン酸 ０．９ｇ、ＫＡｕＣＮ２ ０．１ｇ、ヒドラジン ２ｍｌ、及び純水 ５０ｍｌで構成されることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させる工程は、一例として、５０℃で基板１０を金が含まれた溶液に１５分間浸漬させた後、洗浄する方式で行われることができる。基板１０の上面を金が含まれた溶液に露出させると、金層３５０の表面にのみ金層３６０が形成され、絶縁体６０の表面には金層が形成されない。従って、金層３６０の形成は、別途のパターニング工程を必要としない。
【００９０】
図１２に図示された化学的鍍金工程は、多様に変形可能である。一例として、第１及び第２導電体７０、８０に該当する金層３６０を形成せず、その代わりに、熱処理工程を行うこともできる。熱処理工程によって第１及び第２電極２０、３０とナノ構造物４０との間の抵抗を減少させることができる。他の例として、第１及び第２電極２０、３０に含まれる金層３５０を形成する工程を省略することもできる。
【００９１】
本発明のセンサー製造方法は、ナノ構造物４０のパターニングのための別途の工程を必要としないので、センサーの製造費用を節減することができるという長所がある。
【００９２】
本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、ナノ構造物４０のパターニングのための別途の工程を必要としないので、センサーの製造費用を節減することができるという長所がある。
【００９３】
又、本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、任意の配置を有するナノ構造物４０を基板１０に蒸着しても良いので、安価の工程（一例として基板をナノ構造物が含まれた溶液に浸漬させる工程）でもナノ構造物４０を蒸着することができるという長所がある。
【００９４】
従来技術によるナノ構造物センサーの場合、工程等の誤謬によってナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結される場合、ある第１電極と隣り合う第１電極間のナノ構造物を通じた干渉によって正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に連結されても、ナノ構造物がある第１電極と隣り合う第１電極間に位置した第２電極（第２電極には基準電圧が印加される）に接続されるので、ある第１電極と隣り合う第１電極間に干渉が発生しない。従って、本発明によるセンサーは、工程等による誤謬に強い特性を有するという長所がある。
【００９５】
従来技術によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位が変更されセンサーの正確な測定ができなかったが、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物が隣接した感知対象の電位をある程度一定に維持させるので、センサーの測定の正確度が改善される。より具体的に、従来技術によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象の一側面に位置する反面、本発明によるセンサーの場合、基準電位が印加される第２電極がナノ構造物に隣接した感知対象を取り囲む。従って、本発明によるセンサーの場合、ナノ構造物に隣接した感知対象の電位をより一定に維持させることができ、従って、センサーの測定の正確度が改善される。
【００９６】
第３実施例の場合、取り囲む第２電極の面積が第１実施例による場合より広いので、感知対象の電位が一定に維持される効果がより改善される。又、第２電極を互いに連結する配線を省略することができるという追加的な効果を有する。
【００９７】
又、本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、第１及び第２導電体７０、８０を含む場合には（又は、熱処理が行われた場合には）、ナノ構造物と第１及び第２電極２０、３０との抵抗を改善することができるので、より正確な測定を可能にするという長所を有する。
【００９８】
又、本発明によるナノ構造物センサーの製造方法は、無電解鍍金方式で第１及び第２導電体７０、８０を製造する場合には、第１及び第２導電体７０、８０のパターニングのための別途の工程を必要としないので、センサーの製造費用を節減することができる。
【００９９】
又、本発明によるナノ構造物センサー及びその製造方法は、増幅器及び／又はＡＤＣ等として使用されることができるＭＯＳＦＥＴを含む場合には、ナノ構造物４０の電気的特性の変化を基板１０ですぐ増幅及び／又はデジタル変換することができるので、測定の正確度を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特徴請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 基板
２０ 第１電極
３０ 第２電極
４０ ナノ構造物
５０ 感知対象
６０ 絶縁体
７０ 第１導電体
８０ 第２導電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に位置する第１電極と、
前記基板上に前記第１電極と離隔しており、前記第１電極を実質的に取り囲む第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極に接触され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備することを特徴とするセンサー。
【請求項２】
前記基板上に位置して、前記第１電極及び前記第２電極の間に位置した絶縁体を更に具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項３】
前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極と前記第１導電体との間に位置する−と、
前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−と、を更に具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項４】
前記センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を更に具備し、
前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項５】
前記第２電極には、所定の電圧である基準電圧が印加されることを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項６】
前記第１電極は、互いに離隔した複数の第１副電極（ｓｕｂ−ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）に分けられることを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項７】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項８】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項９】
前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極と離隔している追加的な第１電極と、
前記基板上に前記第１電極、前記第２電極及び前記追加的な第１電極と離隔しており、前記追加的な第１電極を取り囲む追加的な第２電極と、
前記追加的な第１電極及び前記追加的な第２電極に接続された追加的な少なくとも１つのナノ構造物と、を更に具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項１０】
前記センサーは、液体状態、気体状態、又は、前記感知対象に対する運搬体（ｃａｒｒｉｅｒ）のうち少なくともいずれか１つ内で感知を行うことを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項１１】
前記ナノ構造物は、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノ棒、ナノリボン、ナノフィルム、又はナノボールを具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項１２】
基板と、
前記基板上に位置し、複数のホールを具備した第２電極と、
前記基板上に前記第２電極と離隔しており、前記複数のホールのそれぞれの内部に位置した第１電極と、
前記複数の第１電極及び前記第２電極に接続され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備することを特徴とするセンサー。
【請求項１３】
前記第１電極及び前記第２電極を互いに絶縁させる絶縁体を更に具備することを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１４】
前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記各第１電極と前記第１導電体との間に位置する−と、
前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−と、を更に具備することを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１５】
前記センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを更に具備し、
前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１６】
前記第２電極には所定の電圧である基準電圧が印加されることを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１９】
（ａ）基板を準備する段階と、
（ｂ）前記基板上に位置する第１電極及び前記基板上に前記第１電極と離隔して前記第１電極を取り囲む第２電極を形成する段階と、
（ｃ）前記第１電極の上面及び前記第２電極の上面に接触する少なくとも１つのナノ構造物を形成する段階と、を具備することを特徴とするセンサー製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、パターニング工程なしに形成されることを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項２１】
（ｄ）前記（ｂ）段階と前記（ｃ）段階との間に行われ、前記基板上に絶縁体−前記絶縁体は前記第１電極及び前記第２電極の間に位置する−を形成する段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項２２】
（ｅ）前記（ｃ）段階後に行われ、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極及び前記第１導電体の間に位置する−及び前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極及び前記第２導電体の間に位置する−を形成する段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項２３】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、リフトオフ方式で形成されることを特徴とする請求項２２記載のセンサー製造方法。
【請求項２４】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、化学的鍍金方式で形成されることを特徴とする請求項２２記載のセンサー製造方法。
【請求項２５】
前記（ａ）段階は、
（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、
（ａ２）前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２４記載のセンサー製造方法。
【請求項２６】
前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する方式で行われることを特徴とする請求項２５記載のセンサー製造方法。
【請求項２７】
前記（ａ）段階は、
（ａ３）前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項２５記載のセンサー製造方法。
【請求項２８】
前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記金層の表面に追加的な金層が形成されるようにする方式で行われることを特徴とする請求項２７記載のセンサー製造方法。
【請求項２９】
（ｆ）前記（ｃ）段階後に行われ、熱処理を行う段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３０】
前記（ａ）段階は、
（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、
（ａ２）少なくとも前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、
（ａ３）少なくとも前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２９記載のセンサー製造方法。
【請求項３１】
（ｇ）前記（ａ）段階と前記（ｂ）段階との間に行われ、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を形成する段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意の配置を有することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３４】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ１）前記基板をＣＮＴが分散された溶液に浸漬させる段階と、
（ｃ２）前記基板を前記溶液から引き出す段階と、を具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３５】
前記第１電極は、前記第２電極によって区画される複数の第１副電極に分けられることを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に位置する第１電極と、
前記基板上に前記第１電極と離隔しており、前記第１電極を実質的に取り囲む第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極に接触され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備することを特徴とするセンサー。
【請求項２】
前記基板上に位置して、前記第１電極及び前記第２電極の間に位置した絶縁体を更に具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項３】
前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極と前記第１導電体との間に位置する−と、
前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−と、を更に具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項４】
前記センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を更に具備し、
前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項５】
前記第２電極には、所定の電圧である基準電圧が印加されることを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項６】
前記第１電極は、互いに離隔した複数の第１副電極（ｓｕｂ−ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）に分けられることを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項７】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項８】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項９】
前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極と離隔している追加的な第１電極と、
前記基板上に前記第１電極、前記第２電極及び前記追加的な第１電極と離隔しており、前記追加的な第１電極を取り囲む追加的な第２電極と、
前記追加的な第１電極及び前記追加的な第２電極に接続された追加的な少なくとも１つのナノ構造物と、を更に具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項１０】
前記センサーは、液体状態、気体状態、又は、前記感知対象に対する運搬体（ｃａｒｒｉｅｒ）のうち少なくともいずれか１つ内で感知を行うことを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項１１】
前記ナノ構造物は、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノ棒、ナノリボン、ナノフィルム、又はナノボールを具備することを特徴とする請求項１記載のセンサー。
【請求項１２】
基板と、
前記基板上に位置し、複数のホールを具備した第２電極と、
前記基板上に前記第２電極と離隔しており、前記複数のホールのそれぞれの内部に位置した第１電極と、
前記複数の第１電極及び前記第２電極に接続され、感知対象によって電気的特性が変化する少なくとも１つのナノ構造物と、を具備することを特徴とするセンサー。
【請求項１３】
前記第１電極及び前記第２電極を互いに絶縁させる絶縁体を更に具備することを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１４】
前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記各第１電極と前記第１導電体との間に位置する−と、
前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極と前記第２導電体との間に位置する−と、を更に具備することを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１５】
前記センサーは、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを更に具備し、
前記ＭＯＳＦＥＴのソース、ゲート、及びドレインのうち少なくともいずれか１つは、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくともいずれか１つと電気的に連結されることを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１６】
前記第２電極には所定の電圧である基準電圧が印加されることを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意（ｒａｎｄｏｍ）の配置を有することを特徴とする請求項１２記載のセンサー。
【請求項１９】
（ａ）基板を準備する段階と、
（ｂ）前記基板上に位置する第１電極及び前記基板上に前記第１電極と離隔して前記第１電極を取り囲む第２電極を形成する段階と、
（ｃ）前記第１電極の上面及び前記第２電極の上面に接触する少なくとも１つのナノ構造物を形成する段階と、を具備することを特徴とするセンサー製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、パターニング工程なしに形成されることを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項２１】
（ｄ）前記（ｂ）段階と前記（ｃ）段階との間に行われ、前記基板上に絶縁体−前記絶縁体は前記第１電極及び前記第２電極の間に位置する−を形成する段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項２２】
（ｅ）前記（ｃ）段階後に行われ、前記第１電極上に位置する第１導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の一部が前記第１電極及び前記第１導電体の間に位置する−及び前記第２電極上に位置する第２導電体−前記少なくとも１つのナノ構造物の他の一部が前記第２電極及び前記第２導電体の間に位置する−を形成する段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項２３】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、リフトオフ方式で形成されることを特徴とする請求項２２記載のセンサー製造方法。
【請求項２４】
前記第１導電体及び前記第２導電体は、化学的鍍金方式で形成されることを特徴とする請求項２２記載のセンサー製造方法。
【請求項２５】
前記（ａ）段階は、
（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、
（ａ２）前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２４記載のセンサー製造方法。
【請求項２６】
前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する方式で行われることを特徴とする請求項２５記載のセンサー製造方法。
【請求項２７】
前記（ａ）段階は、
（ａ３）前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項２５記載のセンサー製造方法。
【請求項２８】
前記化学的鍍金は、前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記金層の表面に追加的な金層が形成されるようにする方式で行われることを特徴とする請求項２７記載のセンサー製造方法。
【請求項２９】
（ｆ）前記（ｃ）段階後に行われ、熱処理を行う段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３０】
前記（ａ）段階は、
（ａ１）前記基板上に前記第１電極及び前記第２電極形状のアルミニウム層を形成する段階と、
（ａ２）少なくとも前記基板をパラジウムが含まれた溶液に露出させることにより、前記アルミニウム層の表面にパラジウム層を形成する段階と、
（ａ３）少なくとも前記基板を金が含まれた溶液に露出させることにより、前記パラジウム層の表面に金層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２９記載のセンサー製造方法。
【請求項３１】
（ｇ）前記（ａ）段階と前記（ｂ）段階との間に行われ、前記第１電極及び前記第２電極の下に位置する金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を形成する段階を更に具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つのナノ構造物は、任意の配置を有することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３４】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ１）前記基板をＣＮＴが分散された溶液に浸漬させる段階と、
（ｃ２）前記基板を前記溶液から引き出す段階と、を具備することを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【請求項３５】
前記第１電極は、前記第２電極によって区画される複数の第１副電極に分けられることを特徴とする請求項１９記載のセンサー製造方法。
【図１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１（ａ）】
【図１１（ｂ）】
【図１１（ｃ）】
【図１１（ｄ）】
【図１２（ａ）】
【図１２（ｂ）】
【図１２（ｃ）】
【図１２（ｄ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１（ａ）】
【図１１（ｂ）】
【図１１（ｃ）】
【図１１（ｄ）】
【図１２（ａ）】
【図１２（ｂ）】
【図１２（ｃ）】
【図１２（ｄ）】
【公表番号】特表２０１０−５００５５８（Ｐ２０１０−５００５５８Ａ）
【公表日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２３７１６（Ｐ２００９−５２３７１６）
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／００３７６７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１８７２６
【国際公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（５０８３６９９０６）エスエヌユー アール アンド ディービー ファウンデーション (11)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／００３７６７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１８７２６
【国際公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（５０８３６９９０６）エスエヌユー アール アンド ディービー ファウンデーション (11)
【Ｆターム（参考）】
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