유연한 폴리이미드 기판 위에 구현된 확장형 게이트를 갖는 Silicon-on-Insulator 기반 고성능 이중게이트 이온 감지 전계 효과 트랜지스터 (High-Performance Silicon-on-Insulator Based Dual-Gate Ion-Sensitive Field Effect Transistor with Flexible Polyimide Substrate-based Extended Gate)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 28권 / 11호 / 698 ~ 703페이지
· 저자명 : 임철민, 조원주

초록

본 연구에서는 유연한 폴리이미드 (PI) 기판의 분리형 게이트 (extended gate, EG)를 가지는 고성능 이중 게이트 (dual gate) 이온 감지 전계 효과 트랜지스터 (ion-sensitive field-effect-transistor)를 제작하였다. Silicon-on-insulator (SOI) 기판에 구현된 이중 게이트 구조의 전계 효과 트랜지스터는 채널의 상하부 절연막 사이에서 발생하는 캐패시티브 커플링 (capacitive couplig) 현상을 이용함으로써 기존의 이온 감지 전계 효과 트랜지스터가 가지는 60 mV/pH 의 낮은 감도를 1,152 V/pH로 크게 증폭시킬 수 있었고 드리프트 및 히스테리시스 특성도 크게 향상 시킬 수 있었으며, pH 센서의 감도 및 장기 신뢰성이 크게 개선된 고성능 플렉서블 바이오센서 응용이 가능하다는 것을 확인하였다.

영어초록

In this study, we fabricated the dual gate (DG) ion-sensitive field-effect-transistor (ISFET) with flexible polyimide (PI) extended gate (EG). The DG ISFETs significantly enhanced the sensitivity of pH in electrolytes from 60 mV/pH to 1152.17 mV/pH and effectively improved the drift and hysteresis phenomenon. This is attributed to the capacitive coupling effect between top gate and bottom gate insulators of the channel in silicon-on-transistor (SOI) metal-oxide-semiconductor (MOS) FETs. Accordingly, it is expected that the PI-EG based DG-ISFETs is promising technology for high-performance flexible biosensor applications.

참고자료

· 없음