Group III nitride semiconductors have direct and wide bandgap energy including visible region which is useful to make optical devices. Using large lattice constant difference between GaN and AlN in nitride semiconductors, we fabricated microtube resonators by sequential growth using metal-organic chemical vapor deposition and horizontal photoelectrochemical etching. These resonators offer several advantages, such as low-cost fabrication, simple mechanism, and the potential for sensor applications due to their thin wall thickness. In this work, we optimized the fabrication of microtubes and improved the yield. Inspired by the fact that only the region exposed by the laser undergoes etching during photoelectrochemical etching, we employed an optical diffuser to increase the laser size, resulting in a significantly increased etching area. The laser size could be adjusted using an iris, and experimental results indicated that photoelectrochemical etching was successful at laser densities of around 0.1 mW/mm^2 or higher when the InGaN layer was approximately 10 nm thickness. Furthermore, by using an aspect ratio of 1:2, with a higher width side in the pattern, we achieved a higher yield of microtubes rolled-up in the desired width direction, as opposed to the previous randomly rolling direction.
질화물 반도체는 가시광을 포함한 폭 넓은 파장대역을 가지고 있으며, 직접 반도체로서 광기구를 제작하는데 용이하다. 질화물 반도체 중 GaN와 AlN의 격자상수 차이가 크다는 것을 이용하여, 금속유기화학증착법을 통해 차례로 성장하고 광전기화학 식각법을 통해 수평 방향 식각을 진행하여 마이크로튜브 공진기를 제작하였다. 이 공진기는 낮은 비용의 제작방법, 간단한 메커니즘, 얇은 두께로 인한 센서로서 사용가능 등 여러 이점이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 마이크로튜브 공진기의 제작 공정을 최적화하고 수율을 높였다. 광전기화학 식각법의 선택비 중 하나인 레이저가 닿는 부분만이 식각 된다는 것에 착안하여, 광확산기로 레이저의 면적을 늘렸고 이에 따라 식각 되는 부분이 현저히 늘어났다. 레이저의 면적은 조리개로 조절할 수 있었으며, InGaN 층이 약 10 nm 부근일 때 레이저 밀도는 약 0.1 mW/mm^2 이상에서 광전기화학 식각법이 잘 진행되는 것을 실험을 통해 알 수 있었다. 또한, 무작위 방향으로 말리던 마이크로튜브가 원하는 횡방향으로의 말림이 가능하도록 패턴의 횡의 비율이 더 높은 1대2의 종횡비를 사용하여 횡방향으로 말리는 마이크로튜브 수율을 높일 수 있었다.
