차지펌핑을 이용하여 바이오 물질을 검출하는 바이오센서로서, 기판, 상기 기판 양측에 서로 이격되어 형성된 소스/드레인, 상기 소스/드레인 사이의 상기 기판상에 형성된 게이트 및, 상기 기판과 상기 게이트 사이에 형성되고, 바이오 물질이 고정되는 공간으로서 상기 기판의 채널영역 일부분이 노출되도록 식각되어 형성된 나노갭을 갖는 게이트 절연층을 포함하는 전계효과 트랜지스터; 상기 게이트에 펄스 전압을 인가하는 제1 전압 공급부; 상기 소스/드레인에 일정한 전압을 인가하는 제2 전압 공급부; 및 상기 기판에 흐르는 차지펌핑전류를 측정하고, 상기 측정된 차지펌핑전류를 이용하여 상기 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성 변화를 측정하는 바이오 검출부 를 포함하는 차지펌핑을 이용한 바이오센서.

제1항에 있어서, 상기 바이오 검출부는, 상기 차지펌핑전류를 이용하여 상기 게이트 절연층과 상기 채널영역 사이의 평균계면트랩밀도 값을 측정하는, 차지펌핑을 이용한 바이오센서.

제1항에 있어서, 상기 바이오 물질은, DNA, RNA, 핵산 유사체, 단백질, 펩티드, 아미노산, 리간드, 항체-항원물질, 당구조물, 유/무기화합물, 비타민, 드러그(drug) 및 효소 중 하나인, 차지펌핑을 이용한 바이오센서.

바이오 물질을 검출하기 위한 전계효과 트랜지스터형 바이오센서 소자로서, 기판; 상기 기판 양측에 서로 이격되어 형성된 소스/드레인; 상기 소스/드레인 사이의 상기 기판상에 형성된 게이트; 및 상기 기판과 상기 게이트 사이에 형성되고, 바이오 물질이 고정되는 공간으로서 상기 기판의 채널영역 일부분이 노출되도록 식각되어 형성된 나노갭을 갖는 게이트 절연층 을 포함하는 바이오센서 소자.

바이오 물질을 검출하기 위한 전계효과 트랜지스터형 바이오센서 소자를 제조하는 방법으로서, 기판상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연층상에 게이트를 형성하는 단계; 상기 게이트 및 상기 게이트 절연층을 사이에 두고 상기 기판 양측에 소스/드레인을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 채널영역 일부분이 노출되도록 상기 게이트 절연층을 식각하여 상기 게이트 절연층에 나노갭을 형성하는 단계 를 포함하는 바이오센서 소자의 제조방법.

제5항에 있어서, 상기 나노갭의 두께는 상기 기판상에 형성되는 상기 게이트 절연층의 두께에 따라 조절되는, 바이오센서 소자의 제조방법.

제1항의 바이오센서를 이용하여 바이오 물질을 검출하는 방법으로서, 상기 게이트 절연층에 형성된 상기 나노갭 내부에 바이오 물질을 고정화시키는 고정화 단계; 상기 소스/드레인에 일정한 전압을 인가하고, 상기 게이트에 펄스 전압을 인가하는 전압 인가 단계; 및 상기 기판에 흐르는 차지펌핑전류를 측정하고, 상기 측정된 차지펌핑전류를 이용하여 상기 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성 변화를 측정하는 측정 단계 를 포함하는 바이오 물질 검출방법.

제7항에 있어서, 상기 고정화 단계는, 상기 나노갭 내부에 바이오 물질을 고정화시키기 위한 링커를 고정화시키는 단계; 및 상기 링커와 바이오 물질을 결합하는 단계를 포함하는, 바이오 물질 검출방법.

제8항에 있어서, 상기 링커는, SAM(self assembled monolayer)를 포함하고, 상기 바이오 물질은, DNA, RNA, 핵산 유사체, 단백질, 펩티드, 아미노산, 리간드, 항체-항원물질, 당구조물, 유/무기화합물, 비타민, 드러그(drug) 및 효소 중 하나를 포함하는, 바이오 물질 검출방법.

제7항에 있어서, 상기 측정 단계는, 상기 차지펌핑전류를 이용하여 상기 게이트 절연층과 상기 채널영역 사이의 평균계면트랩밀도 값을 측정하는, 바이오 물질 검출방법.