多孔質GaNを生成する方法であって、GaNを電解液に曝すステップと、前記GaNを電源の1つの端子に結合し、前記電解液中に浸漬された電極を前記電源の別の端子に結合して回路を形成するステップと、前記回路に通電して前記GaNの少なくとも一部分の多孔率を増大させるステップと、を含むことを特徴とする方法。5Vから60Vまでの間の範囲の電圧を印加するステップをさらに含み、前記GaNは前記電源の正端子に結合されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。サファイア、シリコン、炭化シリコン、又はバルクGaNを含む基板上に前記GaNを配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。前記GaNの少なくとも一部分を1017乃至1019cm3の範囲でドーピングし、KOH又はHClのような前記電解液を準備するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。前記GaNの少なくとも一部分を1017乃至1019cm3の範囲でドーピングし、シュウ酸のような前記電解液を準備するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。5Vから60Vまでの間の範囲内の電圧を印加するステップをさらに含み、前記ドープされたGaNが前記電源の正端子に結合されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。前記通電するステップは、前記GaNの多孔率を調節するために、印加電圧又は電流を制御するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の方法。対応する多孔率プロファイルを生成するために、前記通電するステップの前に、前記GaNにおいてドーピングプロファイルを形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の方法。前記通電するステップは、時間の関数として、印加電圧を0Vから60Vまでの間の範囲内の低値と高値の間で制御して、前記多孔率プロファイルを生成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項8に記載の方法。aシュウ酸のような前記電解液を準備するステップと、b前記GaNを前記電源の前記正端子に結合させるステップと、c0Vから60Vまでの間の範囲内の電圧を印加するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。時間の関数として、前記電圧を0Vから60Vまでの間の範囲内の低値と高値の間で前記電圧を切り換えて、多孔率プロファイルを生成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。前記GaN中にn型多層ドーピングプロファイルを形成するステップをさらに含み、前記通電するステップは、1/4波長分布ブラッグ反射器DBRの屈折率の周期性を有する多孔率プロファイルを生成することを特徴とする、請求項10に記載の方法。前記GaN中に均一なn型ドーピングを形成するステップをさらに含み、前記通電するステップにより、前記多孔率プロファイルが1/4波長分布ブラッグ反射器DBRの屈折率の周期性を有することを特徴とする、請求項11に記載の方法。2つのこうしたDBRの間にドープされていない又は均一にドープされたGaN構造体を配置し、ファブリペロー光フィルタを形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項12に記載の方法。2つのこうしたDBRの間にドープされていない又は均一にドープされたGaN構造体を配置し、ファブリペロー光フィルタを形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法。前記GaN中にドープされた表面層を形成するようにドーピングするステップをさらに含み、前記通電するステップは、前記ドープされた表面層をNP表面層に変換し、光抽出を増強することを特徴とする、請求項11に記載の方法。a前記GaN中にドーピングプロファイルを形成するステップと、b前記層をエッチングしてNPテンプレートを形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。前記テンプレート上に、an型GaNと、bp型GaNと、caとbの間のInGaN/GaN活性層と、を配置して発光ダイオードLEDを形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項17に記載の方法。前記GaN材料中にドーピングプロファイルを形成するステップと、前記GaN材料をエッチングして、第1の低多孔率の連続結晶層と、前記第1の層の下の第2の高多孔率層とをエッチングするステップと、をさらに含み、前記第2の層は、前記基板からの前記第1の低多孔率の連続結晶層の分離を容易にするように、機械的に脆弱にされていることを特徴とする、請求項8に記載の方法。前記GaN材料中にドーピングプロファイルを形成するステップと、前記GaN材料をエッチングして、第1の低多孔率の連続結晶層と、前記第1の層の下の第2の高多孔率層とをエッチングするステップと、をさらに含み、前記第2の層は、前記基板からの前記第1の低多孔率の連続結晶層の分離を容易にするように、機械的に脆弱されていることを特徴とする、請求項9に記載の方法。前記GaN材料中にドーピングプロファイルを形成するステップと、前記GaN材料をエッチングして、第1の低多孔率の連続結晶層と、前記第1の層の下の第2の高多孔率層とをエッチングするステップと、をさらに含み、前記第2の層は、前記基板からの前記第1の低多孔率の連続結晶層の分離を容易にするように、機械的に脆弱されていることを特徴とする、請求項11に記載の方法。前記形成するステップは、前記GaNを1018乃至1019cm3の範囲の濃度値で均一にドープするステップをさらに含み、前記エッチングするステップは、i第1の継続時間T1の間、第1の電圧V1を印加するステップと、ii第2の継続時間T2の間、第2の電圧V2を印加するステップと、を含むことを特徴とする、請求項21に記載の方法。前記濃度値は5×1018cm3であり、V1は5分間の前記第1の継続時間T1の間10Vであり、V2は1分間の前記第2の継続時間T2の間15Vであることを特徴とする、請求項22に記載の方法。a前記GaNをドープして、第1のドーピング濃度N1を有する第1の層と、ドーピング濃度N2の第2の層とを形成するステップと、b一定期間、一定の電圧を印加するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の方法。a前記GaNを、濃度N1=3×1018cm3、及びN2=1×1019cm3でドープするステップと、b5分間、12Vで前記電圧を印加するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項24に記載の方法。電解液中で前記低多孔率の連続結晶層が前記基板から完全に分離するまで、前記エッチングプロセスをさらに継続することを特徴とする、請求項19に記載の方法。電解液中で前記低多孔率の連続結晶層が前記基板から完全に分離するまで、前記エッチングプロセスをさらに継続することを特徴とする、請求項20に記載の方法。電解液中で前記低多孔率の連続結晶層が前記基板から完全に分離するまで、前記エッチングプロセスをさらに継続することを特徴とする、請求項21に記載の方法。a電解液中で前記低多孔率の連続結晶層が前記基板から分離する前に、前記エッチングプロセスを停止するステップと、b前記低多孔率の連続結晶層をターゲットウェハ又はポリマースタンプにウェハ接合するステップと、c前記接合された低多孔率の連続結晶層を前記基板から機械的に剥離するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の方法。サファイア、シリコン、炭化シリコン、又はバルクGaNを含む基板上に前記GaNを配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の方法。aエピタキシャル成長技術を用いて、前記多孔質構造体上にデバイス又はエピタキシャル構造体を成長させるステップと、bステップaの間の同時アニール及び変形を介して、aにおける前記デバイス又はエピタキシャル構造体の下に、機械的強度が脆弱にされた埋込みボイド層を形成するステップと、cキャリアウェハを前記デバイス構造体の表面にウェハ接合するステップと、d前記埋込みボイド層において、前記基板から前記デバイス構造体及び前記キャリアウェハをへき開するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項8に記載の方法。前記基板上のGaNの残りの部分を研磨し、aからまでを繰り返すステップをさらに含むことを特徴とする、請求項31に記載の方法。サファイア、シリコン、炭化シリコン、又はバルクGaNを含む基板上に前記GaNを配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項31に記載の方法。MOCVD、HVPE、又はMBEのうちの1つであるエピタキシャル法を用いて、前記デバイス構造体を成長させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項31に記載の方法。a電解液中で前記低多孔率の連続結晶層が前記基板から分離する前に、前記エッチングプロセスを停止するステップと、b前記低多孔率の連続結晶層をターゲットウェハ又はポリマースタンプにウェハ接合するステップと、c前記接合された低多孔率の連続結晶層を前記基板から機械的に剥離するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項20に記載の方法。サファイア、シリコン、炭化シリコン、又はバルクGaNを含む基板上に前記GaNを配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項20に記載の方法。aエピタキシャル成長技術を用いて、前記多孔質構造体上にデバイス又はエピタキシャル構造体を成長させるステップと、bステップaの間の同時アニール及び変形を介して、aにおける前記デバイス又はエピタキシャル構造体の下に、機械的強度が脆弱にされた埋込みボイド層を形成するステップと、cキャリアウェハを前記デバイス構造体の表面にウェハ接合するステップと、d前記埋込みボイド層において、前記基板から前記デバイス構造体及び前記キャリアウェハをへき開するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。前記基板上のGaNの残りの部分を研磨し、aからまでを繰り返すステップをさらに含むことを特徴とする、請求項37に記載の方法。サファイア、シリコン、炭化シリコン、又はバルクGaNを含む基板上に前記GaNを配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項37に記載の方法。MOCVD、HVPE、又はMBEのうちの1つであるエピタキシャル法を用いて、前記デバイス構造体を成長させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項37に記載の方法。a電解液中で前記低多孔率の連続結晶層が前記基板から分離する前に、前記エッチングプロセスを停止するステップと、b前記低多孔率の連続結晶層をターゲットウェハ又はポリマースタンプにウェハ接合するステップと、c前記接合された低多孔率の連続結晶層を前記基板から機械的に剥離するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項21に記載の方法。サファイア、シリコン、炭化シリコン、又はバルクGaNを含む基板上に前記GaNを配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項21に記載の方法。aエピタキシャル成長技術を用いて、前記多孔質構造体上にデバイス又はエピタキシャル構造体を成長させるステップと、bステップaの間の同時アニール及び変形を介して、aにおける前記デバイス又はエピタキシャル構造体の下に、機械的強度が脆弱にされた埋込みボイド層を形成するステップと、cキャリアウェハを前記デバイス構造体の表面にウェハ接合するステップと、d前記埋込みボイド層において、前記基板から前記デバイス構造体及び前記キャリアウェハをへき開するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。前記基板上のGaNの残留部分を研磨するステップ、及びaからまでを繰返すステップをさらに含むことを特徴とする、請求項43に記載の方法。サファイア、シリコン、炭化シリコン、又はバルクGaNを含む基板上に前記GaNを配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項43に記載の方法。MOCVD、HVPE、又はMBEのうちの1つであるエピタキシャル法を用いて、前記デバイス構造体を成長させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項43に記載の方法。ナノ結晶を製造する方法であって、a薄いn型ドープ表面層を有するGaN又はInGaNのうちの少なくとも1つを含む材料を準備するステップと、b前記材料を電解液に曝すステップと、c前記材料を電源の1つの端子に結合し、前記電解液中に浸漬された電極を前記電源の別の端子に結合して回路を形成するステップと、d前記回路に通電して前記回路を通る電流を駆動するステップと、を含み、前記電流は前記材料の表面において薄い多孔質層を生成するように働き、e前記多孔質層に機械的撹乱をもたらし、前記多孔質層を破壊してナノ結晶にするステップをさらに含むことを特徴とする方法。超音波発生装置を用いて、音波の形態の前記機械的撹乱をもたらすステップをさらに含むことを特徴とする、請求項47に記載の方法。電極を製造する方法であって、a薄いn型ドープ表面層を有するGaN又はInGaNのうちの少なくとも1つを含む材料を準備するステップと、b前記材料を電解液に曝すステップと、c前記材料を電源の1つの端子に結合し、前記電解液中に浸漬された電極を前記電源の別の端子に結合して回路を形成するステップと、d前記回路に通電して前記材料を通る電流を駆動するステップと、を含み、前記電流は、電気分解、水分解、又は光合成プロセスの用途のための電極として使用するのに適した構造体を生成するように、前記表面上に薄い多孔質相を生成するように働くことを特徴とする方法。太陽光利用の効率的な水分解方法であって、a請求項49に記載の方法に従って製造された多孔質GaN又はInGaN電極のアノードを準備するステップと、b金属カソード電極を準備するステップと、c前記アノード及び前記カソードを電解液に曝すステップと、d電気回路を形成するように、前記アノード及び前記カソードを電気的に接続するステップと、e前記回路内に光電流を誘起するように、前記アノードを太陽放射に曝し、これにより光化学水分解の化学反応を推進するステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項12又は請求項13に記載の方法に従って製造される1/4波長分布ブラッグ反射器DBR。請求項14又は請求項15に記載の方法に従って製造されるファブリペロー光フィルタ。請求項16に記載の方法に従って製造されるNP表面層。請求項17に記載の方法に従って製造されるNPテンプレート。請求項47に従って製造される1つ又はそれ以上のナノ結晶。請求項49に従って製造される多孔質電極。本発明は、制御された孔径、孔密度、及び多孔率を有する、大面積例えば、1平方センチメートルよりも大きいにわたってナノ多孔質NP窒化ガリウムGaNを生成する方法を提供する。さらに、これらの方法は、より小さい面積にわたるNPGaNを生成するためにも等しく適用可能である。本明細書全体にわたってGaNが強調されるが、これらの技術は、InGaNのような他のIII族窒化物系にも適用可能である。従って、GaNという用語は、本明細書全体にわたって、InGaN、AlGaN等のようないずれかのIII族窒化物材料を意味するように広く解釈されるべきである。従って、NPGaNという句は、NPIGaN等として解釈することもできる。ナノ多孔質GaNは、再成長、マイクロマシニング、化学センシング、並びに、半導体エレクトロニクス及び光デバイス製造などの他の用途で用いるための大きな可能性を有する。ナノ多孔質GaNはまた、本明細書で説明されるようなナノ技術用途で用いるための適用可能性も有する。本明細書で開示される方法は、UVレーザ、反応性イオンエッチング等を必要とせずに、プレーナ型GaNウェハを直接製造するのに用いることができる。開示される方法はロバストであり、既存の半導体製造技術に適合する。ナノ多孔質GaNは、III族窒化物化合物ファミリーの新しい構成員と考えることができる。ナノ多孔質GaNは、その著しく大きい表面積にもかかわらず、高い結晶化度及び光電特性を有する。幾つかの重要な物理的性質は次のように要約される:すなわち、1NPGaNは、導電性であり、n型GaNに匹敵する計測された導電率を有し、これは電気式注入デバイスの重要な属性であり、2光屈折率を、光閉じ込め及び光工学のために多孔率によって調製することができ、3その単結晶性を維持しながら、弾性コンプライアンス又は剛性を大きく変更することができスポンジ様挙動、4NPGaN上での過成長又は再成長をホモエピタキシャル方式で行うことができ、そこで、NP表面を、10nm未満のGaN成長において原子的滑らかさに至るまで目張りsealupすることができる一方で、依然としてNP特性を保持することができる。本発明の実施形態によると、電解液を用いた電気化学ECエッチングによって、高濃度にドープされた即ち、1017乃至1019cm3GaNを選択的に除去することができる。水平エッチングプロセス及び垂直エッチングプロセスの両方が可能である。水平エッチングは、非ドープのGaN最上層の下でのn型ドープGaN層のエピタキシャル成長から開始する。次いで、乾式エッチング又はへき開cleavingを用いて、二層又は多層構造体の側壁を露出させる。次に、電気化学エッチングが、水平方向及び選択的にn型下層を通って進行し、アンダーカットを達成する。本発明は、表面からのプレーナ型n型GaNの垂直エッチングの方法を説明するが、ここで、エッチングは、ウェハ表面に対して概ね垂直の方向に伝わる。これらの方法が、以下に詳細に開示される。本発明の実施形態によるECエッチングプロセスを図1に概略的に示す。一実施形態においては、シュウ酸が、室温で電解液104として用いられる。他の実施形態においては、KOH又はHClなどの他の電解液を用いることができる。n型ドープGaN試料102及び白金線108が、それぞれアノード及びカソードを構成し、これらがそれぞれ電源106に接続されて回路を形成する。電源106を用いて回路に通電し、回路は材料を通して電流を駆動し、これにより材料の物理的性質が変化し、材料内の多孔率プロファイルが生成される。種々の実施形態において、110及び112で示される計測装置を用いて電流及び電圧を記録することによって、電流又は電圧を制御することができ、基準電極114例えば、Ag/AgClで作製されるを用いて、基準電極とアノード電極との間の電位差を監視することができる。以下の段落で論じられるように、典型的には、5-60Vの範囲の電圧、及び1018乃至1019cm3の範囲のn型GaNドーピングが用いられる。電圧又は電流をパルス化する又は傾斜させることなどが可能な、種々の時間依存の通電技術を用いることができる。この方法の実施形態において、ECエッチングの後、試料を脱イオン水、メタノール、及びペンタン中で連続的に洗浄し、最終的な乾燥プロセスにおける表面張力を最小にすることができ、これにより、あらゆる残留エッチング化学物質の完全な溶解が確実になる。ECエッチングプロセスは、n型ドーピングの程度及び印加電圧によって制御される。観測されるエッチングモルフォロジは、印加電圧5-30V及びn型GaNドーピング1018乃至1019cm3と相関する。シュウ酸の濃度は、強い依存性を観測することなしに、0.03Mから0.3Mまでの間で変化し得る。ECエッチングの状態図を図2に示す。導電率又は印加電圧の増加につれて、非エッチング202領域領域I、NPGAの形成領域II、及び完全な層除去又は電解研磨領域206IIIを含む3つの領域が、走査型電子顕微鏡SEMの像形成に基づいて識別される。実施形態において、ECエッチングは、例えば、1017乃至1019cm3の範囲のドーピング濃度を有するn型GaNについて、10V、15V、及び20Vで実施することができる。上述の方法から結果として生じるNPGaNのモルフォロジを図3a-図3cに示す。図3a-図3cは、それぞれ10V302、15V304及び20V306において調製されたNPGaNの平面SEM像を示す。図3dは、15Vで調製された結果として生じるNPGaN膜308の断面SEM像を示す。上述した電気化学プロセスを用いて、GaN層を通して垂直方向にナノ穿孔し、異なる屈折率を有する層に対応する、異なる孔径及び多孔率のGaN層を作成することができる。実施形態において、GaN多層構造体は、印加電圧、電流、又はGaNドーピングプロファイルを変化させることによって作成することができる。1/4波長分布ブラッグ反射器DBRを含む、設計された屈折率プロファイルを有する層状構造体は、光学的又は生物医学的用途に対して多くの有用性を有する。ここで、有用な光電子構造体及びデバイスを形成することができる実施形態を説明する。GaNベースの光電子デバイスを用いて、固体照明、ディスプレイ、及びパワーエレクトロニクスにおける問題を解決することができる。GaNベースの垂直空洞面発光レーザVCSEL及び共振空洞発光ダイオードRCLEDは、そのようなデバイスの例である。これらのデバイスの動作に関する重要な要件は、通常は分布ブラッグ反射器DBRの形態の高反射率ミラーの必要性である。VCSELは、レーザ空洞を形成するために、活性領域の両側上に高反射性DBRミラーを必要とし、一方、RCLEDの場合は、活性領域の下の高反射性DBRが出力パワー及び発光スペクトルを向上させることができる。DBR構造体は、GaNベースのVCSELにとって2つの点で特に重要である。第1に、GaNベースのVCSELの閾値電流密度は、90から99までのDBRピーク反射率の増加に伴って一桁だけ小さくすることができる。第2に、DBRは大きなストップバンド幅を有するべきである。GaNベースのVCSELの活性領域は、典型的にはInGaN多重量子井戸MQWで作製され、InGaNMSQの発光ピークが、成長条件又はプロセスパラメータにおける小さな変化によって変動する傾向があるため、このことは重要である。NPGaN多層構造体を形成する方法に向けられる実施形態が開示される。図4は、印加電圧又は電流密度402のような陽極酸化パラメータへの多孔率の依存性を利用する実施形態を示す。例えば、図4aに示すように、陽極酸化プロセス中に高406電圧と低402電圧又は電流密度の間で切り換えることによって、図4bの408に示されるように高多孔率及び低多孔率それぞれ、低屈折率及び高屈折率の層を得ることができる。図4bは、陽極酸化プロセス中に高電圧と低電圧又は電流密度の間を切り換えることによって得られた多層NPGaNの断面SEM像を示す。特徴部feature410及び414は結果物としての多層構造体の高多孔率を示すが、特徴部412及び416は低多孔率を示す。図5は、個々の層の導電率への孔モルフォロジ及び多孔率の両方の依存性を示し、個々の層の導電率は、図5aに示されるようにエピタキシャル成長中のドーピング濃度によって制御することができる。高512多孔率及び低510多孔率のNPGaN層は、図5bに示すように、それぞれ高506ドーピング領域及び低504ドーピング領域を有する出発材料をドープすることによって得ることができる。この場合、定電圧又は電流エッチングによって、適切な多孔率プロファイルを得ることができる。図4及び図5に示す実施形態について、結果として得られる有効誘電関数は、異なる多孔率及びNPGaN層内に残ったGaNナノ結晶サイズの両方のために、深さ依存性にされる。前者の実施形態は、異なるドーパント濃度の層を達成するのにエピタキシャル成長を必要としないという利点を有するが、低多孔率GaN層と高多孔率GaN層との間の界面が粗くなることがある。後者の実施形態は、厚さ及び界面の急峻性の正確な制御という利点を有する。別の実施形態においては、パルスエッチング法を用いて、図6a及び図6bに示すように、超低屈折率に向けた非常に高い多孔率を達成する。このパルスエッチングは、図4及び図5の実施形態において用いられる光波長スケールにおける屈折率の変調とは異なる。図6に示すパルスエッチング法は、高電圧606と低電圧604又は、ゼロ電圧との間で交互することを含む。パルスエッチング技術は、図6bのSEM顕微鏡写真に示される非常に高い多孔率領域612を達成するために用いられ、ここで低多孔率層610は、パルスエッチングの前に、図6aには示されない一定の低電圧エッチングによって生成される。NPGaN内の多孔率の制御を確立すると、調節可能な屈折率を有する新しい種類のナノ結晶NPGaN層を想定することができる。そのような材料の例は、図6bの特徴部608に示される。特徴部608は、例えば、サファイア上に4つの小片のNPGaNエピ層を示す。屈折率の変化は光空洞長を変化させ、ファブリペロー干渉ピークを試料ごとにシフトさせる。白色光照明のもとで、これらの材料は虹色に見え、例えば、紫色、緑色、オレンジ色、及びピンク色を含む色の範囲を示す。約30の多孔率を有するNPGaN層は、AlN層のものに等しい屈折率コントラストを生成することができ、一方、一般的に410nmレーザダイオードに用いられるAlGaNクラッド層Al-15、厚さ-0.5ミクロンは、効率的な導波のために、約5の多孔率を有するNPGaN層と置き換えることができる。これらの実施形態は、光学的及び生物医学的用途のための大規模なNPGaN多層を作成するための簡単で柔軟性に富んだ方法を提供する。その利点及び用途には、1屈折率コントラストが増大したGaNベースのDBR対、2低コストのGaNベースのVCSEL及びRCLED、3ファブリペローフィルタ、4エネルギー変換のための反射防止コーティング、5光バイオセンサ、及び6III族窒化物材料及びデバイス成長のための基板が挙げられる。デバイス用途のためのナノ多孔質基板NP基板を使用する方法に向けられる更に別の実施形態は、1電気化学エッチングによってサファイア又は、III族窒化物、SiC、Si、ZnO、LiNbO3、LiAlO2等基板上に、極性、非極性及び半極性のNPIII族窒化物構造体を作製する技術、2NP構造体上に高品質の極性、非極性及び半極性のIII族窒化物材料を成長させる技術、3再成長されたIII族窒化物材料を用いて、極性、非極性及び半極性のIII族窒化物光電子デバイスLED、レーザ等及び高電子移動度トランジスタなどの電子デバイスを製造する技術、及び4HVPEにより、NPIII族窒化物構造体上に再成長されたIII族窒化物材料を用いて、極性、非極性及び半極性のIII族窒化物バルク基板を生成する技術を含む。図7は、デバイスの製造に適したNPGaNテンプレートをもたらす実施形態の実験結果と共にプロセスフローを示す。この実施形態において、プロセスフローは、標準的なエピタキシャル技術を用いて成長される半極性1122GaN表面で開始する。こうした表面が特徴部702に示される。高密度の欠陥転位:3×109cm2、積層欠陥:105cm1にもかかわらず、こうした表面は、例えば、緑色発光LEDの製造に適している。しかしながら、ECエッチング技術の実施形態を適用して、平面図で特徴部704内に示されるようなNPGaN表面を生成することによって、欠陥密度が大きく減少された基板を生成することができる。この表面の断面像が、図7の右下部分に示される。この像は、サファイア基板710上に成長された非孔質GaN層708上のNPGaN層706を含む多層構造体を示す。図7の上部及び右下部分に示されるNPGaN表面は、その上で低欠陥密度が低減したGaNを成長させる、高品質の基板をもたらす。NPGaNテンプレート基板上に高品質のGaNを成長させるプロセスは、再成長と呼ばれ、そのような再成長プロセスの結果が、1122半極性GaNが再成長された図7の左下部分に示される。EC多孔化プロセスは、結晶配向に敏感に依存することはない。図7に説明されるプロセスは、極性、非極性、及び半極性GaN層上で繰り返され、多孔化及び再成長を含む。フォトニクス用途図8は、埋込みNPGaN層図8cの828の存在のために、抽出特性が増強されたInGaN/GaN活性構造体の製造についての、以前に開示された実施形態の適用を示す。そのような構造体は、前項で述べられ、図7に示されるように製造されたNPGaNテンプレート上にInGaN/GaN活性構造体を成長させることによって形成される。図8cは埋込みNPGaN層828を有するInGaN/GaN活性領域を示し、一方、図8bはより伝統的なInGaN/GaN活性領域構造体を示す。図8cは、非ドープGaN層824及びNPGaN層828が成長されたサファイア基板826を示す。次いで、別の非ドープGaN層822がNP層の上に成長され、次にその上に多重量子井戸MQW構造体820が成長される。埋込みNPGaN層828の存在は、デバイス内での光の散乱818を増大させ、増強された光抽出をもたらす。図8bは、埋込みNP層をもたない伝統に従って成長されたInGaN/GaN活性構造体を示す。この構造体においては、サファイア基板816上に成長された非ドープGaN層814、次いで標準的技術を用いて成長されたMQWLED構造体812が存在する。埋込みNP層がない場合、光は、810内で多重内部全反射及び再吸収を受け、あまり効率的ではない光抽出をもたらす。図8aは、レーザスポットからの横方向距離の関数としての光ルミネッセンスPLのプロットを示す。3つの曲線804、806、及び808は、上で開示された実施形態に従って製造されたデバイス、すなわち、非多孔質層、40nmの孔径を有する多孔質層、及び70nmの孔径を有する多孔質層に対応する。この図は、埋込みNP層による光抽出効率が、70nmの孔を有するデバイスに関して、他の2つのデバイスと比較してより大きいことを示す。図9は、NPGaNテンプレート906上に成長されたLEDのデバイス構造体をより詳細に示す。図9b及び図9cにおける右側は、NP層上に成長されたLEDの断面SEM、及びLED層の下の変形されたボイド932の拡大図を示す。特徴部920は、図9aの概略的なデバイスのデバイス層908乃至912を含み、一方、左側の非ドープ層908は、電子顕微鏡写真では特徴部930として右側に見ることができる。左側のNP層904及び906は、右側のボイド層932として見られ、左側に902で示される非ドープGaNは、電子顕微鏡写真において特徴部934として見られる。連続的結晶層の分離図10は、自立型のGaN膜及び層を生成するための、本発明の更に別の実施形態を示す。1つの実施形態は、均一にドープされたGaN層1018に基づいており、低電圧条件下図10aの特徴部1004でECエッチングを進行させ、低密度109cm2未満及び小さい直径約30nmを有するナノ孔1020及び1024の生成及び垂直方向下方への伝播をもたらす。ひとたび、最終的な膜の厚さに対応する所望の厚さに達すると、エッチング電圧は、図10aの1004から状態図上のエッチング条件の横方向の移動図10aの地点1008までに対応して増大される。この条件は、GaNの迅速な分岐、及び低多孔率層1024の下の高多孔率層1026への横方向エッチングをもたらす。連続的な結晶層1030の形成及び剥離が、図10b-図10eに概略的に示される。図10の実施形態に対応する実験結果を図11に示す。第1及び第2の電圧条件は、それぞれ10V及び15Vに設定された。ステップ1中のエッチング速度は200nm/分であり、5分間のエッチングは、厚さ約1ミクロンの低多孔率層を生成するのに十分である。電圧を15Vに増大させると、電気化学反応が加速され、GaN表面アノード及び白金の対極の両方で発生する気泡が観測される。図11の特徴部1104、1108、及び1112で示されるように、試料縁部からのGaN薄層の剥離が、1分未満に達成された。15VにおけるECエッチングを継続することにより、大きな巨視的領域1108にわたって層全体の浮遊離脱が生じる。この場合、剥離する薄層のサイズは、図11の特徴部1104、1108、1112及び1116により示される試料サイズによって制限され、1cm2のオーダーであった。溶液中の自立型GaN薄膜が溶液から取り出され、スライドガラス1116に移された図10b。この手順は、より大きいウェハ例えば、2インチ又はそれより大きいに拡張できると考えられる。図12のSEM像は、NPGaN膜の表面で観測された多孔率の差異1204及び1206を示す。図12a及び図12b内の横矢印は、剥離した膜が、残りの表面1204よりも微細なモルフォロジ1206を有することを示す。図12dは、自立型NP膜の縁部の傾斜したSEM図を示し、膜のNP特性が良好に保持されており、分離プロセスがGaN基板1216の上のエッチング前部1214の近傍に限定されることを示す。代替的に、更に別の実施形態において、設計されたドーピングプロファイルを有するGaN薄層が、より簡単なECエッチング手順につながり得る。このプロセスは、図10f-hに示される。この実施形態手順Bにおいて、低濃度ドープ層1034を有する2層のGaN構造体が、高濃度ドープ層1036上に成長される。そのような設計されたプロファイルを有する場合、ECエッチングプロセスは、一定電圧のみを必要とする。そのような条件下で、NPエッチングプロセスは、図10aの1014から1008まで自然に進行し、状態図を垂直方向に横断して類似の効果を生じる。図11及び図12に示されるもののような、よく似た結果が観測された即ち、層1038と1044の剥離。埋込みドーピングプロファイルの使用により、エピタキシャル技術の現代の進歩が与えられれば、より良好な制御及び順応性がもたらされる。上で開示された実施形態は、デバイス製造のためにGaNエピ層の簡単な大面積の移動をもたらすことができ、そのことは、それらの機能性を高めながら、コストを劇的に下げることができる。唯一の競合技術は、レーザリフトオフLLOであるが、これは高価で時間がかかり、拡張性がなく、歩留まりに問題がある。開示された実施形態の用途は、シリコンウェハ上のGaNの、GaNと良く適合する熱膨張を有する別のテンプレートへの移動を含む。疑似モルフォロジを維持しながら、非常に大きなシリコンウェハ約6インチを上回る上に、薄いGaN層を調製することができる。これは、将来のLED及びトランジスタ産業のための、6インチ、8インチ、又はさらに12インチのNPGaN基板を製造するためのユニークな手法となるであろう。薄膜を1つの基板から別の基板へ移動させる能力は、例えば、NPGaNLED薄膜及びトランジスタを可撓性及び/又は透明基板へ移動させることなどの、他の有用なデバイス用途を有する。別の用途として、GaN薄層をバルクHVPE成長GaN基板から移動させることが可能である。従って、この手法は、無転位のNPGaN薄膜を大量生産するための簡単かつ安価な方法となるであろう。基板再利用によるデバイス製造方法図13に示す更に別の実施形態は、III族窒化物材料及びNPGaNを用いたデバイスについての基板の再利用の構想を示す。上で採用した新規な電気化学ブロセスを用いて、所望の多孔率プロファイルのNPGaN層1304を形成することが可能である。アニール及び再成長のために、ナノ多孔質構造体1304をエピタキシャルチャンバ内に再び装填することができる。NP領域は大きい気泡又はボイド1310に変形される。大きい気泡が融合してボイド1314を形成する熱アニール中、GaN層又はデバイス1312のさらなる再成長が、同時に、変形1310を受ける埋込み高多孔率領域を生成する。そのようなボイドは、面内破壊、層分離、及びエピタキシャルウェハの移動を容易にする。デバイス構造体1322をNP基板1320上に成長させることができる例えば、MOCVDのような方法を用いて。このデバイス構造体をキャリアウェハ1324に結合することができ、組み合わせられたデバイス構造体/キャリアウェハシステム1326/1328をNP基板から分離することができる。残りのNP基板1330をさらに平滑化し、再生することができるので、プロセスを繰り返すことができる。同じ構想をAl2O3LLOの代替として、SiC、Si、GaN及び他の基板上で実施することができる。この実施形態により、III族窒化物材料の成長及びデバイス製造のために用いられる基板を再利用することが可能になり、コストを減らすことができる。前に図12に示したように、ウェハの分離後、残った表面は依然としてNPである。更に別の実施形態は、ウェハ研磨を必要とせずにAl2O3上のGaNの滑らかさを回復する、アニールとエピタキシャル平坦化短を組み合わせたプロセスを提供する。観測される粗さは、0.1-0.3ミクロンの高さ及び面密度109cm2を有するマウンドmoundからなる。この粗さのレベルは、標準的な2段階MOCVDプロセスにおいて用いられる粗面化され変形されたLTGaNバッファに類似する。これらのヒルhill及びマウンドの固有結晶化度は元のGaN下層によって保持されるので、高温のMOCVD成長中のこれらのマウンドの無欠陥の融合が1又は2ミクロンの成長で起こり、複合構造体全体が、EC多孔率化の前の出発構造体に等しくなる。上で開示されたデバイス製造の実施形態は、III族窒化物の薄膜成長及びデバイス製造のための基板を再利用するための簡単かつロバストな経路を提供し、これにより機能性を高めながら、コストを劇的に下げることができる。開示された基板再利用方法の幾つかの経済的利点及び用途には、以下のことが挙げられる。これらの方法は、III族窒化物材料、及び垂直型LEDなどのデバイス製造のコストを劇的に減らすことができる。これらの方法は、III族窒化物材料を成長させるのに用いられる他の通常の基板例えば、サファイア、SiC、Si、GaN、AlN等と共に用いるためにも等しく適用可能である。これらの方法はまた、エレクトロニクス用途のためのGaNオンインシュレータGaNOI構造体の製造を可能にするだけでなく、高品質GaNエピ層の製造も可能にする。多孔質GaNのナノテクノロジー用途本発明の更に別の実施形態は、NPGaNベースのナノ結晶の生成に関する。前の実施形態において開示された電気化学プロセスを用いて、機械的強度が大きく弱められた繊維状単結晶GaN材料を生成することができる。機械的強度の減少は、アスペクト比、及び繊維状材料の大きく増大した表面積の変化に起因する。NPGaNは、機械的破壊、及び超音波処理又は研削プロセスによる、蛍光標識法、光起電装置、ディスプレイ照明、及びナノエレクトロニクスにおいて関心が払われるナノメートルサイズのナノ結晶への破壊をより起こしやすい。GaNナノ結晶を生成するための実施形態が、図14a-図14eに示される。初めに、上で開示されたECエッチングの実施を用いて、上面から、n型GaN層例えば、サファイア1402又はGaN基板1402上のエピ層1406とすることができるを多孔質化する。NPGaNの平面SEM像を1418に示す。結果として得られるサファイア1416上のNPGaN1410が、適切な溶液1426例えば、水、極性又は非極性溶媒を含む中に配置され、超音波処理される例示的な実施形態においては、約2時間の間。標準的な技術を用いた超音波処理の後、表面は、GaNのリッジ及び断端stump1422を含む。この手順の最後において、液体は、無色透明な脱イオン水1424とは対照的に、僅かに濁る1426。超音波処理された溶液の観測された濁りは、GaNナノ結晶NCが凝集してミクロンサイズの微粒子になり、拡散散乱を引き起こすことに起因する。図15bは、多数のGaNNC1512及び1516からなるそうした微粒子のTEM像を示す。図15aにおける高倍率のTEM像は、これらのGaNNC1506及び1510がランダムな配向を有し、元のNPGaNマトリックスが十分に破壊されていることを示す。最後に、乾燥したGaN微粒子は、図15cに示すように、光ルミネッセンスの発光ピーク1522及び吸収ピーク1520を示す。多孔質化超音波処理プロセスの更に別の実施形態は、2段階電気化学エッチングプロセスを組み込む。EC多孔質化において必要とされる特定のステップは、非常に高い多孔率を有する埋込み層を生成し、図16bに示され、上図10a-hで開示されたように、上部NPGaN層をアンダーカットして膜の形態に剥離することである。自立型の浮遊NPGaN膜1610を、図17aに示されるように容器に移し、超音波処理して微細なナノ結晶にすることができる。これらの実施形態の間の相違点は、超音波処理の開始時におけるNPGaNの形態であり、前の実施形態においては、NPGaNは基板にエピタキシャルに結合される一方で、図15の実施形態においては、NPGaNフィルム/膜は溶液中に浮遊し、超音波処理ベースの破壊をより起こしやすい。これらの超音波処理されたGaNNCの光学活性は、図17cに示されるように、試料がUV光で照射されたときに放出される可視蛍光によって観測することができる。上記の実施形態は、コロイド状GaN及びInGaNナノ結晶を生成するための洗練された方法を提供する。この新しい技術の経済的利点及び可能な用途は、これらに限定されるものではないが、ナノ結晶を用いた発光ダイオード又はレーザダイオードの製造、生物医学用途のための蛍光生体標識としてのナノ結晶の使用、光起電用途のためのナノ結晶GaN又はInGaNのポリマーとの混成体の使用、及びエネルギー用途のためのナノ結晶GaN又はInGaNの触媒金属との混成体の使用を含む。更に別の実施形態は、光合成プロセス、水分解、及び水素生成におけるフォトアノード又はフォトカソードとしてのNPGaN及びNPInGaNの使用に関する。NPGaNを生成するために用いられる電気化学エッチングプロセスは、上で説明された。NPGaN又はNPInGaNの使用は、1光子吸収の増強、2光合成効率の改善、及び3光電極劣化の低減の利点を有する。図18は、NPGaN又はInGaN電極1808をアノードとして用いる水分解実験のための実験装置を示す。この実施形態において、初めに、上で開示されたECエッチング手順を用いて、NPInGaN又はGaN電極が製造される。こうしたアノードを水中1812に配置し、金属例えばPt電極1810に接続して回路を形成する。太陽放射、又は、HgXeランプのような他の光源からの放射がアノードに入射し、電気化学反応を推進して水を分解し、酸素1814及び水素1815を遊離させる。NPアノードを使用する利点が、図19に提示された測定値で示される。NPアノードの使用により、電極が多孔質でない状況1902に比較して、電流飽和が大きく減少される。NP電極は事実上大きな表面積を有し、これにより、光励起キャリアが半導体/電解液界面に達する可能性が高まり、より高い変換効率をもたらす。結論特許請求の範囲を解釈するために、概要及び要約の項ではなく、詳細な説明の項が使用されるように意図されることが認識される。概要及び概要の項は、本発明者等によって企図された本発明の例示的な実施形態又は利点の1つ又はそれ以上を説明するが、それらの全てを説明するものではなく、従って、本発明及び添付の特許請求の範囲を、何らかの形で限定することを意図したものではい。特定の実施形態についての前述の説明は、本発明の一般的特質を十分に明らかにしているので、当技術分野の技能の範囲内の知識を利用することにより、本発明の一般的概念から逸脱することなく、過度の実験を行うことなく、こうした特定の実施形態を種々の用途に関して容易に修正し、及び/又は適合させることが可能である。従って、こうした適合及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づいて、開示された実施形態の趣旨及び等価物の範囲内に入ることが意図されている。本明細書の専門語又は用語は、限定のためのものではなく説明のためのものであり、本明細書の専門語又は用語は、教示及び案内に照らして当業者により解釈されるべきであることを理解すべきである。本発明の広さ及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれにも限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物に従ってのみ定められるべきである。