"成長基板上にIII族窒化物材料を形成する方法が、非天然成長基板の表面の上にIII族窒化物核形成層を形成するステップであって、ハロゲン化物気相エピタキシーHVPEプロセスを用いて前記非天然成長基板の上部表面上に複数のウルツ鉱型結晶構造を含むIII族窒化物層を堆積させるステップ、および前記III族窒化物層を熱処理するステップを含むステップと、前記核形成層の上にさらなるIII族窒化物層を形成するステップとを含むことを特徴とする方法。前記非天然成長基板の上部表面上に複数のウルツ鉱型結晶構造を含むIII族窒化物層を堆積させるステップは、前記非天然成長基板の前記上部表面に隣接した複数のウルツ鉱型結晶構造を含む前記III族窒化物層を堆積させるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。前記III族窒化物層を熱処理するステップは、前記III族窒化物層を約900°C未満の温度に曝露して前記III族窒化物核形成層内の塩素種の濃度を低下させるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。前記III族窒化物層を熱処理するステップは、前記III族窒化物層を塩素種のための少なくとも1つのゲッターに引き合わせて前記III族窒化物核形成層内の塩素種の濃度を低下させるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。前記III族窒化物層を熱処理するステップは、前記非天然成長表面の前記上部表面に隣接した連続したウルツ鉱型結晶層を形成するステップを含み、前記連続したウルツ鉱型結晶層は前記非天然成長基板の前記上部表面と結晶学的に整列していることを特徴とする請求項1に記載の方法。III族窒化物層を堆積させるステップは、約100nm未満の厚さを有するIII族窒化物層を堆積させるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。非天然成長基板の表面の上にIII族窒化物核形成層を形成するステップは、III族一塩化物を、前記非天然成長基板を含む反応チャンバー中に流すステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。構造物が、成長基板の表面の上に連続的に延在するIII族窒化物核形成層であって、前記成長基板の前記表面と結晶学的に整列したウルツ鉱型結晶層を含むIII族窒化物核形成層と、前記連続したIII族窒化物核形成層上のさらなるIII族窒化物層とを含むことを特徴とする構造物。前記成長基板の前記表面はサファイアを含むことを特徴とする請求項8に記載の構造物。前記III族窒化物核形成層は約100nm超の厚さを有することを特徴とする請求項8に記載の構造物。前記III族窒化物核形成層は、複数の配向された結晶性側部切子面を含むことを特徴とする請求項8に記載の構造物。前記ウルツ鉱型結晶層は、前記成長基板の前記表面の上に連続的に延在することを特徴とする請求項8に記載の構造物。前記III族窒化物核形成層内の塩素種の濃度は約1×1019原子/cm2未満であることを特徴とする請求項8に記載の構造物。本発明の種々の実施形態は一般に、III族窒化物を形成するための方法およびそうした方法によって形成される構造物に関し、より具体的には、III族窒化物を形成するための方法およびそうした方法によって形成される構造物に関する。本発明の実施形態の観点で、ここにその方法および構造物を簡単に説明する。この概要を、本発明の実施形態の詳細な説明においてさらに説明される概念の選択を簡略化して述べるために提供する。この概要は、特許請求されている主題の主要な特徴または本質的特徴を特定しようとするものでもなく、特許請求されている主題の範囲を限定するように使用されるものでもない。したがって、本発明の実施形態は、成長基板上にIII族窒化物材料を形成するための方法を含むことができる。そうした方法は、非天然成長基板の表面の上にIII族窒化物核形成層を形成するステップ、および核形成層の上にさらなるIII族窒化物層を形成するステップを含むことができる。III族窒化物核形成層は、ハロゲン化物気相エピタキシーHVPEプロセスを用いて非天然成長基板の上部表面上に複数のウルツ鉱型結晶構造を含むIII族窒化物層を堆積させるステップ、およびそのIII族窒化物層を熱処理するステップによって形成されてよい。III族窒化物核形成層を熱処理するステップは、その中の塩素種の濃度を実質的に低下させることもできる。本発明の種々の実施形態は、成長基板の表面の上に実質的に連続的に延在するIII族窒化物層を含む構造物も含むことができる。III族窒化物層は、成長基板の表面に隣接しかつそれと結晶学的に整列した複数のウルツ鉱型結晶構造、その複数のウルツ鉱型結晶構造を包む非晶質III族窒化物材料およびその非晶質III族窒化物材料内に配置されている複数の整列不良misaligned結晶構造を含むことができる。本発明の他の態様および詳細ならびにその要素の代替的な組合せは以下の詳細な説明から明らかであろう。これらもまた本発明の範囲内である。本明細書で示す例示は、任意の特定の方法、構造、材料またはシステムの実際の見解であることを意味するものではなく、本発明を説明するのに用いる単なる理想的な表現に過ぎない。見出しは本明細書では明瞭にするために用いただけであり、限定しようとするものではない。いくつかの文献を本明細書で引用しているが、上記でどのように特徴付けされているかに関係なく、引用文献のどれも、本発明に対して本明細書で特許請求されている主題の従来技術として認められるものではない。本明細書で用いるIII族窒化物という用語は、周期表のIIIΑ族からの1つまたは複数の元素Al、GaおよびInおよび窒素Nから主に構成されている任意の材料を意味し含む。本明細書で用いる成長基板という用語は、その上にIII族窒化物が意図的に形成される任意の構造物を意味し含む。本明細書で用いる非天然成長基板という用語は、III族窒化物材料から実質的に構成されていない成長表面を含む任意の成長基板を意味し含む。本明細書で用いる核形成層という用語は、その上へのバルクIII族窒化物材料の堆積の前に、成長基板の表面上に形成された任意の最初の層または複数の層を意味し含む。本明細書で用いるサファイア成長基板という用語は、α酸化アルミニウムα-Al2O3から主に構成されている任意の成長基板を意味し含む。本明細書で用いるウルツ鉱型結晶構造という用語は、四面体空隙の半分を占めるアニオンとカチオンとの六角最密配列を含む結晶格子構造を有する材料を意味し含む。本明細書で用いる化学蒸着およびCVDという用語は同義語であり、その中で基板を、基板の表面上への固体材料複数可の堆積をもたらすように反応もしくは分解するまたは反応しかつ分解する1つまたは複数の試薬ガスに曝露する反応チャンバーの中で基板上に固体材料複数可を堆積させるのに用いられる任意のプロセスを意味し含む。本明細書で用いる気相エピタキシーおよびVPEという用語は同義語であり、基板を、基板の表面上への固体材料複数可のエピタキシャル堆積をもたらすように反応もしくは分解するまたは反応しかつ分解する1つまたは複数の試薬蒸気に曝露する任意のCVDプロセスを意味し含む。本明細書で用いるハロゲン化物気相エピタキシーおよびHVPEという用語は同義語であり、VPEプロセスにおいて使用される少なくとも1つの試薬蒸気がハロゲン化物蒸気を含む任意のVPEプロセスを意味し含む。ハロゲン化物気相エピタキシーHVPEプロセスによる非天然成長基板上へのIII族窒化物の直接堆積は、不良な結晶性および構造品質のIII族窒化物をもたらす可能性がある。例えば、サファイア成長基板上へのIII族窒化物の直接HVPE堆積は、成長基板からのIII族窒化物層間剥離、反転分域の成長すなわち、混合極性材料および構造的クラックの1つまたは複数をもたらす可能性がある。非天然基板上へのIII族窒化物の直接HVP堆積に付随するそうした問題は、MOCVD方法によって堆積された中間III族窒化物層を用いることによって軽減することができる。HVPE方法およびシステムによってその材料の残りを堆積させる前に、MOCVDIII族窒化物層を非天然成長基板の成長表面上に堆積させることができる。しかし、そうした中間III族窒化物層の使用は、コストおよび/または堆積時間を増大させる可能性がある。図1Aから図1Fを参照して本発明の例示的実施形態を以下で説明する。図1Aは、例えば酸化物例えば、二酸化ケイ素SiO2もしくは酸化アルミニウムAl2O3例えば、α-Al2O3であるサファイアまたは窒化物例えば、窒化ケイ素Si3N4または窒化ホウ素BNなどのセラミックを含むことができる非天然成長基板100を例示する。追加の例として、材料242は、ケイ素Si、ゲルマニウムGeまたはIII~V族半導体材料等などの半導体材料を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、成長基板100は0001サファイアを含むことができる。非天然成長基板100は、本明細書で成長表面と称され得る上部表面102を含むいくつかの表面を含むことができる。非天然成長基板100は、成長基板100の露出主表面が成長基板100のミクロ構造内に選択された平面を含むように選択された結晶学的配向を有することができる。例えば、非天然成長基板100は、c-平面サファイアとしばしば称される矢印104で表された方向に0001結晶学的配向を有するサファイアを含むことができる。図1Bは、非天然成長基板100の上にIII族窒化物材料108を形成させた後の構造物106を示す。本発明のいくつかの実施形態において、III族窒化物材料108は、窒化ガリウムGaNなどのIII族窒化物材料の層を含むことができる。さらに詳細には、III族窒化物材料108は、本発明の方法の実施形態を利用して形成された複数の構造的特徴を含むことができる。堆積させると、III族窒化物材料108は、そのミクロ構造内に非晶質領域および結晶領域の両方を含むことができる。III族窒化物材料108のミクロ構造は、実質的に非晶質の金属窒化物材料118内に埋め込まれかつそれで取り囲まれた結晶性金属窒化物材料112の結晶粒すなわち、結晶を含むことができる。当技術分野で公知であるように、非晶質は、材料の原子の配置において長い範囲の秩序が実質的に存在しないことを意味する。言い換えれば、非晶質材料の原子は、材料内に原子面の秩序ある配列で配置されているのとは対照的に、その材料内でほぼランダムに配置されている。図1Bの図面は簡略化されており、図11において非晶質金属窒化物材料118の間で識別可能な離散的境界を容易に見ることができるが、実際、結晶性金属窒化物材料112の結晶粒の周縁周りに延在するそうした離散的境界は、このミクロ構造を拡大下で見た場合識別するのが比較的困難であり得ることに留意されたい。それでも、結晶性金属窒化物材料112の結晶粒および非晶質金属窒化物材料118の存在は、適切な拡大下でミクロ構造を見ればかつ/またはX線回折XRDなどの他の技法を用いれば識別可能である。結晶性金属窒化物材料112のいくつかの結晶粒は、基板240の表面102の結晶格子上に直接配置されており、それとエピタキシャルに整列していることができる。例えば、基板100が0001サファイア基板を含み、III族窒化物材料108が窒化ガリウムGaNを含む実施形態において、その表面102はサファイア結晶格子の0001面を含むことができ、基板100の表面102上に直接配置されている結晶性GaN材料112の結晶粒は、結晶性GaN材料112のそれらの結晶粒の結晶格子内の[0001]方向が表面102に対して実質的に垂直に延在するように配向していてよい。図1Bにおいて、結晶性金属窒化物材料112の結晶粒のそれぞれ内の[0001]方向は、結晶粒内の矢印で表されている。結晶性GaN材料112のそれらの結晶粒の結晶格子内の他の方向も、表面102で、下にあるサファイア基板100の結晶格子に対する水平面すなわち、図の平面の中へ延在する平面中でのそれらの結晶粒の回転配向における不整合が存在しないまたはほとんど存在しないように、表面102で、下にあるサファイア基板100の結晶格子内の対応する方向に対して実質的に平行に延在することができる。結晶性金属窒化物材料112の結晶粒が窒化ガリウムGaNを含む実施形態において、結晶性金属窒化物材料112の結晶粒の一部またはすべてはウルツ鉱型結晶構造の結晶粒であってよくまたはそれを含んでよい。III族窒化物材料108は、貫通転位114および114’などの1つまたは複数の欠陥を含む可能性がある。貫通転位114’は基板100の上部表面102から発生することができる。貫通転位114はIII族窒化物材料108内から発生することができる。図1Bに例示するように、貫通転位114および114’は、例えば複数のウルツ鉱型結晶構造112の1つまたは複数内に位置することができる。III族窒化物材料108は、複数の整列不良結晶構造116を含むこともできる。例えば、複数の整列不良結晶構造116はそれぞれ、基板100の上部表面102と結晶学的に整列不良であってよい。III族窒化物材料108は非晶質金属窒化物材料118を含むことができる。非晶質金属窒化物材料118は、相当な量の結晶相が従来のX線回折法によって検出できないような非周期的原子配列を有するIII族窒化物材料を含むことができる。例えば、非晶質金属窒化物材料118は、その構成原子の位置決めにおいて実質的に長い範囲の秩序が存在しない可能性がある材料を含むことができる。そうした非晶質III族窒化物材料は、例えば限定的なショートタームの秩序および/またはショートタームの結晶化度例えば、若干の原子または分子間隔にわたってを示す領域を含むことができる実質的に非晶質の材料を含むことが理解される。例えば、非晶質金属窒化物材料118は、複数のウルツ鉱型結晶構造112および/または複数の整列不良結晶構造116を実質的に取り囲むまたは包むことができる。1つまたは複数の方法を、非天然成長基板100の上部表面102の上でのIII族窒化物層108の形成のために利用することができる。本発明の方法のいくつかの実施形態では、III族窒化物材料108は窒化ガリウムGaNを含むことができ、それを気相堆積プロセスよって形成することができる。例えば、III族窒化物材料108を、塩素化ガス化学を利用してHVPEプロセスによって堆積させることができる。HVPEシステムの様々な種類および構成を本発明の実施形態において用いることができるが、図3Aおよび図3Bは、本明細書で説明するような本発明の方法の実施形態において用いることできるHVPEシステムの例を概略的に例示する。例えば、図3Aは、反応チャンバー302および例えば液体ガリウムなどのある内部体積のIII族供給源304を備えるHVPEシステム300を例示する。非天然成長基板100およびIII族供給源304の加熱は、例えばランプ、抵抗素子および/または高周波素子を含むことができる1つまたは複数の加熱素子306によって提供することができる。1つまたは複数の塩素含有種、例えば塩素蒸気Cl2または塩化水素蒸気HClを、入口308を通して導入し、加熱されたIII族供給源304の上を通過させかつ/またはそれを通してバブリングして、塩化ガリウムGaClなどのIII族塩化物前駆体を非天然成長基板100に提供することができる。III族塩化物前駆体を、入口310を通して導入されたV族前駆体、例えば窒素含有種などと反応させることができる。窒素含有種は、アンモニアNH3またはプラズマ供給源図示せずを介して生成された原子窒素を含むことができる。III族塩化物前駆体と窒素含有種との間の反応は、加熱された非天然成長基板100の成長表面上でのIII族窒化物材料108の形成をもたらすことができる。本発明の実施形態おいて用いることができるある内部体積のIII族供給源を含む塩素化ガス化学を利用するHVPE方法およびシステムの例については、Solomonらの特許文献12001年1月30日発行およびMelnikらの特許文献22003年9月2日発行を参照されたい。いくつかの実施形態では、塩化ガリウム前駆体などのIII族塩化物前駆体を外部供給源から反応チャンバー302に導入することができる。例えば、図3Bは、反応チャンバー302’および例えば三塩化ガリウムGaCl3などの液体III族三塩化物などのある外部体積のIII族供給源314を備えるHVPEシステム312を例示する。III族供給源314は外部容器316中に貯蔵されていてよく、ここで、I外部容器316は、II族供給源314を液体形態で保持するための加熱装置図示せずを備える。HVPEシステム312は入口318を含むこともでき、ここで、1つまたは複数のキャリアガスを加熱されたIII族供給源314の上に導入しかつ/またはそれを通してバブリングして反応チャンバー302’に導入することができ、ここで、その非天然成長基板100をIII族塩化物前駆体に曝露する。外部III族供給源を利用する本発明の実施形態は、例えば加熱炉320などのIII族供給源予備加熱器も含むことができる。加熱炉320は、ランプ、抵抗素子および/または高周波素子等などの1つまたは複数の加熱素子322を含むことができる。加熱炉320を、反応チャンバー302’に入る前にIII族供給源314を加熱するために利用することができる。本発明の方法の実施形態において使用できるIII族供給源予備加熱器の例は、Arenaらの特許文献32009年3月3日出願に開示されている。いくつかの実施形態では、非天然成長基板100を低濃度の塩素種を有するある形態のIII族塩化物前駆体に曝露するために、反応チャンバー302’に入る前にIII族供給源314を加熱することができる。例えば、III族塩化物前駆体を反応チャンバー302’に導入する前に、III族塩化物前駆体を約600°C超、約800°C超またはさらには約1,000°C超の温度に加熱することができる。非限定的な例として、III族供給源314例えば、GaCl3、InCl3およびAlCl3を少なくとも1つのIII族種と反応させてIII族一塩化物例えば、GaCl、InClおよびAlClを形成することができる。反応チャンバーに入る前にGaCl3を加熱すると一塩化物、すなわちGaClが生成され、生成されたその過剰のchlorieはキャリアガスH2との反応によりHClとなる。HClは堆積された膜中に取り込まれず、そのため膜中のCl濃度は低下する。例えば、III族供給源314は三塩化ガリウムGaCl3を含むことができ、非天然成長基板100に提供されるのに望ましいIII族塩化物前駆体の形態は、一塩化ガリウムGaClを含むことができる。HVPEプロセスの間に、非天然成長基板100を塩化ガリウムGaClなどのIII族一塩化物を含むIII族塩化物前駆体に曝露すると、実質的に低い濃度の塩素種を含むIII族窒化物層を提供することができる。例えばIII族窒化物材料108図1BのなどのIII族窒化物層内の塩素種の濃度を低下させるステップは、III族窒化物材料108の層間剥離および/またはクラッキングを実質的に減少させまたは排除することができる。さらに、III族窒化物材料108内の塩素種の濃度を低下させるステップは、III族窒化物材料108の上に形成された追加のIII族窒化物材料の層間剥離および/またはクラッキングを実質的に減少させまたは排除することができる。予熱されたIII族塩化物前駆体、例えば一塩化ガリウムを、入口310’を通して導入されたV族前駆体、例えば窒素含有種と反応させることができる。その窒素含有種はアンモニアまたはプラズマ供給源図示せずを介して生成された原子窒素例えば、NH3を含むことができる。III族塩化物前駆体と窒素含有種との間の反応は、加熱された非天然成長基板100上でのIII族窒化物材料108図1Bのの形成をもたらすことができる。III族三塩化物供給源などの外部III族供給源を含む塩素化ガス化学を利用するHVPE方法およびシステムの例は、Arenaらの特許文献42009年7月16日公開およびArenaらの特許文献52009年9月10日公開に開示されている。例示的HVPEシステム300図3AまたはHVPEシステム312図3Bを利用して、III族窒化物材料108図1Bのを約900°C未満、または約600°C未満またはさらには約400°C未満の温度で堆積させることができる。さらに、III族窒化物材料108の堆積の間のHVPE反応チャンバー302または302’中の圧力は約760Torr未満であってよい。他の実施形態では、HVPEシステム300図3AまたはHVPEシステム312図3B中へのIII族塩化物前駆体の流量を実質的に低下させて、低濃度の塩素種を有するIII族窒化物層108を堆積させることができる。図3Aに示したHVPEシステム300を用いてIII族窒化物材料108を堆積させる実施形態では、1つまたは複数の塩素含有種を、入口308を通して導入し、加熱されたIII族供給源304の上を通過させかつ/またはそれを通してバブリングすることができる。加熱されたIII族供給源304は、III族塩化物前駆体、例えば塩化ガリウム前駆体を非天然成長基板100に提供するために利用される液体ガリウムを含むことができる。例えば、III族供給源304の上への塩素種の流量は約100標準立方センチメートル/分sccm未満、さらに特定すると約50sccmから約25sccmの間であってよい。非限定的な例として、塩化ガリウムなどのIII族塩化物前駆体を、約25sccm未満、さらに特定すると約10sccmから約1sccmの間の流量で非天然成長基板100に導入することができる。図3Bで示したHVPEシステム312を使用してIII族窒化物材料108を堆積させる実施形態では、水素、ヘリウム、窒素およびアルゴンの1つまたは複数などの1つまたは複数のキャリアガス種を、入口318を通して導入することができ、加熱されたIII族供給源314例えば、液体三塩化ガリウムの上を通過させかつ/またはそれを通してバブリングして、III族塩化物前駆体三塩化ガリウムおよび/または一塩化ガリウム蒸気を生成することができる。III族前駆体を反応チャンバー302’内の非天然成長基板100に導入することができる。本発明の方法において、III族供給源314の上へのかつ/またはそれを通る1つまたは複数のキャリアガス種の流量は少なくてよい。例えば、III族供給源314の上へのかつ/またはそれを通る1つまたは複数のキャリアガス種の流量は、約0.10slm未満または約0.05slm未満またはさらには約0.02slm未満の流量を含むことができる。少ない流量のIII族塩化物前駆体を非天然成長基板100に提供するための本発明の実施形態の方法は、外部容器316を介してIII族供給源314の温度を制御することも含む。III族供給源314の温度は、III族供給源314の粘度、したがって流れるキャリアガス中に取り込まれるIII族塩化物前駆体の量を変えることができる。例えば、III族供給源314の温度は約250°C未満、約150°C未満またはさらには約100°C未満であってよい。さらに、容器316内のIII族供給源314の上の圧力は、少ない流量のIII族塩化物前駆体を非天然成長基板100に提供するように制御することができる。例えば、外部容器316内の圧力は背圧調整器324を利用して制御することができ、背圧調整器324は次いで、III族塩化物前駆体が流れるキャリアガス中に取り込まれる速度を変えることができる。例えば、容器316内のIII族供給源314の上の圧力は約1,000Torr未満、より具体的には約500Torrから約200Torrの間であってよい。本発明のさらなる実施形態は、それを通るガス種の流れを測るための質量流制御装置326を利用することによって少ない流量のIII族塩化物前駆体を非天然成長基板100に提供することを含むことができる。質量流制御装置326は、外部容器316を出るIII族塩化物種について較正することができる。引き続き図3Aおよび図3Bを参照して、HVPEシステム300およびHVPEシステム312を利用して、多い流量の1つまたは複数のV族前駆体例えば、アンモニアNH3および/または窒素N2を提供することによって、低濃度の塩素種を有するIII族窒化物材料108を堆積させることもできる。例えば、アンモニアまたは窒素などの1つまたは複数のV族前駆体を、入口310または310’を通して導入することができる。1つまたは複数のV族前駆体を、1slm超、10slm超またはさらには100slm超の流量で導入することができる。非天然成長基板100に導入するためのIII族塩化物前駆体例えば、塩化ガリウム対V族前駆体例えば、アンモニアの比は約1,000未満、約500未満またはさらには約100未満であってよい。図1Bを再度参照して、III族窒化物材料108を、平均厚さd1を有するように形成することができる。平均厚さd1は、後続のプロセスの間、非天然成長基板100の上部表面102が隠蔽されたままであるようなものであってよい。例えば、III族窒化物材料108を、約10nm超、50nm超またはさらには100nm超の平均厚さd1を有するように形成することができる。実質的に連続したIII族窒化物材料108が非天然成長基板100の上部表面102上に形成されるように、III族窒化物材料108を平均厚さd1に形成することもできる。図1Cおよび図1Dに示す構造物120および122は、核形成材料110図1Dのの形成の非限定的な例を示す。核形成材料110は、図1BのIII族窒化物材料108を熱処理するステップにより形成することができる。したがって、核形成材料110は、窒化ガリウムなどのIII族窒化物材料の少なくとも1つの層を含むことができる。図1Cは、熱処理プロセスにおける中間段階でのIII族窒化物材料108を含む構造物120を例示する。図1Dは、熱処理プロセスが完了した際の核形成材料110を含む構造物122を例示する。図1Cに例示するように熱処理プロセスの間に、III族窒化物材料108に1つまたは複数の構造的および/または化学的変化が生じる可能性がある。例えば、熱処理プロセスの中間段階で、III族窒化物材料108内の複数のウルツ鉱型結晶領域112のサイズが増大する可能性がある。図1Cにおいて、構造物106の熱処理前の複数のウルツ鉱型結晶領域112の境界は破線phantomlineで表されており、熱処理による改変後の複数のウルツ鉱型結晶領域112の境界は実線で表されている。図1Cに示すように、III族窒化物材料108を熱処理するステップはウルツ鉱型結晶領域112の成長をもたらす。そうした成長は、非晶質金属窒化物材料118中の原子がウルツ鉱型結晶領域112の結晶格子中に取り込まれると起こる可能性がある。例えば、ウルツ鉱型結晶領域112の成長を、合体が起こって連続した核形成材料110が形成されるまで続けることができる。さらに、III族窒化物材料108を熱処理するステップの中間段階は、複数の整列不良結晶領域116のサイズを増大させることを含むことができる。図1Cにおいて、複数の整列不良結晶領域116の境界は破線図1Cので表されており、熱処理後の複数の整列不良結晶領域116の境界は実線で表されている。図1Cに示すように、III族窒化物材料108を熱処理するステップは、整列不良結晶領域116の成長をもたらす。そうした成長は、非晶質金属窒化物材料118中の原子が整列不良結晶領域116の結晶格子に取り込まれると起こる可能性がある。さらに、III族窒化物材料108を熱処理するステップの中間段階は、III族窒化物材料108中の非晶質金属窒化物材料118の量を低減させることを含むことができる。基板と結晶学的に整列不良である材料すなわち、非晶質金属窒化物材料118および整列不良結晶領域116は、基板と結晶学的に整列している材料より不安定である。アニーリングの間、その結晶学的に整列不良であるより不安定な材料は、整列した材料より容易に蒸発することができ、整列した材料その整列した材料はテンプレートとして作用するの上にそれを再堆積させることができる。したがって、その再堆積された材料は、下にある整列した材料の結晶構造と適合する。やはり留意すべきことは、図1Cに例示するように、III族窒化物材料108を熱処理するステップの中間段階が非平面的な原子スケールで表面124を含むIII族窒化物材料108ももたらすことができることである。III族窒化物材料108を熱処理するステップが完了したら、III族窒化物材料108内で1つまたは複数の構造的および/または化学的変化が起こり得る。例えば、III族窒化物材料108図1Bのを熱処理するステップを用いて図1Dの核形成材料110を形成することができる。いくつかの実施形態では、熱処理プロセスの間に、核形成材料110を、実質的に連続したウルツ鉱型結晶層中へのウルツ鉱型結晶領域112の成長から形成することができる。非限定的な例として、核形成材料110は、非天然成長基板100の上部表面102に隣接して形成されていてよく、またはその上に直接配置されていてよい。さらに、実質的に連続したウルツ鉱型結晶層を含む核形成材料110は、非天然成長基板100の上部表面102と結晶学的に整列していてよい。破線図1Dのは、構造物106を熱処理するステップの前の複数のウルツ鉱型結晶領域112の境界を表し、実線は、構造物106を熱処理するステップにより形成された実質的に連続したウルツ鉱型結晶層を含むIII族窒化物核形成110の境界を表す。上記で論じたように、実質的に連続したウルツ鉱型結晶層の形成は、熱処理の間に、III族窒化物材料108中の非晶質金属窒化物材料118の原子がウルツ鉱型結晶領域112の結晶格子構造中に取り込まれた結果として生じることができる。核形成材料110を形成するステップは、非天然成長基板100の上部表面102を隠蔽するステップも含むことができる。非天然成長基板100の上部表面102を隠蔽するステップは、非天然成長基板100の上部表面102をHVPE反応チャンバー302図3Aおよび302’図3B内の塩素種から保護することができる。非天然成長表面100の上部表面102の保護は、核形成材料110の層間剥離および/またはクラッキングを減少させるすなわち、防止するのに役立つことができる。さらに、非天然成長表面100の上部表面102の保護は、核形成材料110の上に形成された後続のIII族窒化物層の層間剥離および/またはクラッキングを減少させるすなわち、防止するのに役立つことができる。上記したように、熱処理プロセスの間、III族窒化物材料108の非晶質金属窒化物材料118を結晶性材料に転換することができる。例えば、III族窒化物材料108の非晶質金属窒化物材料118の一部をウルツ鉱型結晶性材料に転換することができる。例えば、III族窒化物材料108内のある量の非晶質金属窒化物材料118を、非天然成長基板100の上部表面102に結晶学的に整列している核形成材料110のウルツ鉱型結晶領域112中に取り込むことができる。さらに、III族窒化物材料108図1Bのを熱処理するステップ、より具体的には複数の整列不良結晶領域116を熱処理するステップは、整列した結晶性材料へのIII族窒化物材料108の複数の整列不良結晶領域116の転換をもたらすことができる。言い換えれば、整列不良結晶領域116の原子を、より熱力学的に安定なウルツ鉱型結晶領域112中に、したがって非天然成長基板100の上部表面102に整列している核形成材料110中に取り込むことができる。図1Dに示すように、核形成材料110の表面126は原子スケールで実質的に非平面状であってよい。例えば、その実質的に非平面状の表面126は複数の結晶性切子面128を含むことができ、それらの一部は成長基板100の上部表面102に対して角度をなして配向していてよく、それらの一部は成長基板100の上部表面102に対して平面状に配向していてよい。いくつかの実施形態では、貫通転位114および114’などの核形成材料110内の転位は結晶性切子面128と交差していてよい。III族窒化物材料108図1Bのを熱処理するステップからもたらすことができる1つまたは複数の構造的改変に加えて、III族窒化物材料108を熱処理するステップは、核形成材料110の一部またはすべてに化学的改変をもたらすこともできる。例えば、本発明の方法の実施形態は、III族窒化物材料108を熱処理するステップがそれから形成された核形成材料110中の塩素種の濃度を低下させるステップを含むように、1つまたは複数の熱処理パラメーターを選択するステップを含むことができる。1つまたは複数の熱処理パラメーターは、非天然成長基板100の上部表面102が実質的に隠蔽されたままであるように選択することもできる。非天然成長基板100の上部表面を実質的に隠蔽するステップは、その上部表面102を塩素種から実質的に保護することができる。例えば、非天然成長基板100の上部表面102を隠蔽するステップは、図3Aおよび図3Bにそれぞれ例示するようなHVPEシステム300またはHVPEシステム312などのHVPEシステム内の塩素種からの保護を提供することができる。上述したように、核形成材料110中の塩素種の濃度を低下させるステップは、核形成材料110の層間剥離および/またはクラッキングを減少させるすなわち、防止することができ、核形成材料110上に形成された後続のIII族窒化物層の層間剥離および/またはクラッキングを減少させるすなわち、防止することができる。核形成材料110中の塩素種の濃度を低下させるステップは、核形成材料110を形成するために利用されたIII族窒化物材料108を熱処理するステップについての1つまたは複数のパラメーターを選択するステップを含むことができる。III族窒化物材料108を熱処理するステップは、制御環境における制御条件下でIII族窒化物材料108図1Bのをアニールするステップを含むことができる。例えば、III族窒化物材料108は、HVPEシステム300またはHVPEシステム312図3Aおよび図3BなどのHVPEシステムにおいて構造物106図1Bを高い温度に曝露することによってアニールすることができる。それぞれのHVPEシステム300および312の1つまたは複数の加熱素子306および306’は、アニーリングのための熱エネルギーを提供することができる。III族窒化物層108を、インサイチュで、HVPEシステム300、312において堆積しアニールして、異なる加工システム間で構造物106を移動させることを排除することができる。核形成材料110は、III族窒化物材料108図1Bのを約900°C未満、約700°C未満またはさらには約600°C未満の温度に曝露することによってアニールすることができる。例えば、III族窒化物材料108は、20分間20min未満、10分間10min未満またはさらには5分間5min未満の期間アニールすることができる。本発明の実施形態のさらなる方法は、III族窒化物材料108を、塩素種と結合する、それを吸収するまたは吸着する化合物または材料を含むガスすなわち、塩素種のためのゲッターに曝露することによって、核形成材料110中の塩素種の濃度を低下させるステップを含むことができる。非限定的な例として、塩素のためのゲッターは、水素ラジカル例えば、NHXラジカル、水素H2およびジヒドラジンN2H4を含むことができる。例えば、III族窒化物材料108図1Bのを、アンモニアNH3を含む雰囲気に曝露することができ、このアンモニアは塩素ためのゲッターとして作用することができる。ゲッターは、III族窒化物材料108から塩素種の少なくとも一部を除去することができる。例えば、HVPEシステム300または312におけるIII族窒化物材料108の堆積の後、アンモニアNH3を、1slm超、10slm超またはさらには100slm超の流量で加熱されたHVPEシステム300または312中に導入することができる。さらなる実施形態では、III族窒化物層108をアニールする圧力、例えばHVPEシステム300または312内の圧力は、核形成材料110中の塩素種の濃度を低下させるために選択することができる。III族窒化物材料108がHVPEシステム300または312の反応チャンバー102中でアニールされる実施形態において、反応チャンバー102内の圧力は700Torr未満、200Torr未満またはさらには10Torr未満の圧力であってよい。核形成材料110中の塩素の濃度を低下させるための本発明の方法は、核形成材料110図1Dのの表面126近傍の塩素種の濃度を5×1019cm-3未満、5×1018cm-3未満またはさらには5×1017cm-3未満に低下させるステップをさらに含むことができる。特に、本発明の方法のいくつかの実施形態は、核形成材料110図1Dのと非天然成長基板100との間の界面近傍の塩素種の濃度を5×1019cm-3未満、5×1018cm-3未満またはさらには5×1017cm-3未満に低下させるステップを含むことができる。図1Eおよび図1Fに示すように、さらなるIII族窒化物材料132を核形成材料110の上に形成させて、構造物130および140をそれぞれ形成することができる。III族窒化物材料132は、例えば窒化ガリウムなどのIII族窒化物材料の層を含むことができる。さらなるIII族窒化物材料132は、さらに詳細に説明するような側方III族窒化物領域132’およびバルクIII族窒化物領域132’’を含むことができる。図1Eは側方III族窒化物領域132’の形成を例示し、図1FはバルクIII族窒化物領域132’’の形成を例示する。さらなるIII族窒化物材料132を形成するための方法は、非天然成長基板100の上部表面102が実質的に隠蔽されたままであるように1つまたは複数の形成パラメーターを利用することができる。例えば、非天然成長基板100の上部表面102を、上部表面102がさらなる塩素種に曝露されることがないように、核形成材料110によって実質的に隠蔽されたままにすることができる。図1Eを参照して、核形成材料110上にさらなるIII族窒化物材料132を形成するステップは、成長基板100の上部表面102に対して側方への方向に核形成材料110の成長を誘導するステップを含むことができる。そうした側方成長は、以下でさらに詳細に論じる通り、成長基板100の上部表面102に対して角度をなして配向している結晶性切子面128への材料の付加が、上部表面102に対して平行に配向している結晶性切子面128への材料の付加よりも有利になるように成長条件を選択することによって確立することができる。核形成材料110の側方成長は、核形成材料110を取り囲む非晶質金属窒化物材料118の結晶化の結果として起こることができる。側方成長が進行するに従って、非晶質金属窒化物材料118を、核形成材料110と実質的に同じ結晶格子構造を有する結晶性材料に転換することができる。図1Eの矢印134で例示するように、側方成長は斜め結晶性切子面128から開始することができ、側方への方向に進行することができる。斜め結晶性切子面128からの側方成長は、これらが合体して側方III族窒化物領域132’を形成するまで進行することができる。例えば、核形成材料110の側方成長によって形成された側方III族窒化物領域132’は実質的に平面状の上部表面136を含むことができる。非限定的な例として、垂直および側方成長プロセスは、例えばMOCVDまたはHVPEプロセスのための従来の堆積プロセスを用いて実施することができる。そうした堆積プロセスの例は、Beaumontらの特許文献6特許発行日、2001年12月4日に開示されており、非特許文献1にも開示されている。一般に、側方成長対垂直成長の相対速度は成長温度、プロセスガスにおけるV族前駆体対III族前駆体の比、キャリアガス種の組成および反応器チャンバー圧力の影響を受け得る。例えば側方成長は、高い堆積温度、高いV族前駆体対III族前駆体の比、高いN2対H2の比および例えば約1気圧1atm以下の低い堆積圧力の少なくとも1つによって増進させることができる。複数の斜め結晶性切子面128からの側方への成長は、複数の転位の伝搬方向をベンドさせることをさらに含むことができる。その材料がすべて結晶性のものに転換された場合、非晶質金属窒化物材料118および整列不良結晶領域116が蒸発し再堆積されるので、欠陥は伝搬することになる。欠陥は低いエネルギー表面の方へベンドしてシステムのエネルギーを減少させる傾向があり、その低いエネルギー表面は成長基板100の表面である。図1Eに例示するように、複数の配向された結晶性側部切子面128からの側方への成長は、転位114および転位114’の伝搬方向のベンディングを促進することができる。複数の転位の伝搬方向のベンディングの促進は、転位遮断および転位消滅による転位の減少を促進させることを含むことができる。複数の転位の伝搬のベンディングによる、さらなるIII族窒化物材料132中の転位密度の減少は、その露出主表面で5×109cm-2未満、5×108cm-2未満またはさらには1×107cm-2未満の貫通転位の密度を有するさらなるIII族窒化物材料132の形成を含むことができる。図1Fに例示するように、さらなるIII族窒化物材料132はバルクIII族窒化物領域132’’をさらに含むことができる。バルクIII族窒化物領域132’’は、例えば従来のHVPEプロセスによって形成することができる。非限定的な例として、バルクIII族窒化物領域132’’は、約10ミクロン超、50ミクロン超またはさらには100ミクロン超の厚さd2に形成することができる。本発明の方法は、図1Fの構造物140がIII族窒化物材料132の構造的クラックおよび層間剥離領域を含む可能性が実質的にないように、バルクIII族窒化物領域132’’を堆積させるステップを含むことができることも理解されたい。図2Aから図2Fを参照して本発明のさらなる実施形態を以下で説明する。図2Aから図2Fに例示する実施形態は、図1Aから図1Fを参照して上記で説明したのと実質的に類似したものである。しかし、図2Aから図2Fの実施形態において、核形成材料210は1つまたは複数のIII族窒化物層から形成することができ、それらのそれぞれを熱処理にかけることができる。例えば、連続した核形成材料210を形成するステップは、1III族窒化物層を堆積させる動作本明細書で上述したようにおよび2III族窒化物層を熱処理する動作本明細書で上述したようにを1回または複数回反復することを含むことができる。本発明のさらなる実施形態の1つまたは複数の熱処理されたIII族窒化物材料層例えば、III族窒化物材料の層から形成されたIII族窒化物核形成層はその中に低濃度の塩素種を有することができる。さらに詳細には、図2A~図2Fは、図2Aおよび図2CのそれぞれIII族窒化物層208aおよび208bなどのIII族窒化物材料の1つまたは複数の層を含む連続した核形成層210図2Dを形成するための本発明の方法のさらなる実施形態を例示する。図2Aは、非天然成長基板200とIII族窒化物層208aとを含む構造物206を例示する。非天然成長基板200は一般に、図1Aの非天然成長基板100と類似していてよく、例えばc-平面サファイア成長基板を含むことができる。図2Aに例示するように、III族窒化物層208aは一般に、図1BのIII族窒化物材料108と類似していてよく、複数のウルツ鉱型結晶領域212、複数の整列不良結晶領域216および非晶質金属窒化物材料218を含むことができる。III族窒化物層208aを形成するための方法は一般に、図1BのIII族窒化物材料108について上記したものと類似していてよい。本発明のさらなる実施形態の方法は、III族窒化物層208aを約100nm以下、約50nm以下またはさらには約10nm以下の平均厚さに形成するステップを含むことができる。非限定的な例として、III族窒化物層208a図2Aのを、約10nmから約50nmの間の平均厚さd3に形成することができる。一般に、核形成材料210を形成するために利用された1つまたは複数のIII族窒化物層のそれぞれの平均厚さは、図1Bの核形成材料110の厚さd1未満であってよい。核形成材料210の形成において利用された1つまたは複数のIII族窒化物層208aおよび208bの厚さを減少させると、それから形成された核形成材料210中の塩素種の濃度をさらに低下させることができる。本明細書で説明するように、III族窒化物核形成層中の塩素種の濃度を低下させるステップは、核形成材料210およびその上に形成されたさらなるIII族窒化物材料例えば、III族窒化物材料の層中の層間剥離および/またはクラッキングを減少させるすなわち、防止することができる。本発明のさらなる実施形態の方法は、上述したようなシステムおよび方法を利用してIII族窒化物層208aおよび208bの1つまたは複数の層のそれぞれを熱処理するステップをさらに含むことができる。一般に、III族窒化物層208aおよび208bの1つまたは複数の層を熱処理するステップは、III族窒化物層208aおよび208bの1つまたは複数の層において、核形成材料110で見られるのと一般に類似の構造的および/または化学的変化をもたらすことができる。一般に、1つまたは複数のIII族窒化物層を熱処理するステップは、核形成材料210中の塩素の濃度を5×1019cm-3未満、または5×1018cm-3またはさらには5×1017cm-3未満に低下させるステップを含むことができる。さらに、III族窒化物材料の1つまたは複数の層のそれぞれを熱処理するステップは、不連続III族窒化物材料を形成することができる。例えば、図2Bは、非天然成長基板200の上部表面202上の熱処理されたIII族窒化物層208a’を例示する。III族窒化物層208a’を熱処理するステップは非天然成長基板200の上部表面202上に不連続III族窒化物層208a’を形成することができる。例えばIII族窒化物層208a図2AのなどのIII族窒化物材料の層の1つまたは複数を厚さd3に形成することができ、ここで、厚さd3は、本発明の実施形態の後続の方法の間、非天然成長基板200の上部表面202が曝露されるようになって、結果として非天然成長基板200の上部表面202の曝露された領域がもたらされるというものであってよい。図2Cは、非天然成長基板200と熱処理されたIII族窒化物層208a’およびIII族窒化物層208bを含むIII族窒化物材料の層の1つまたは複数とを含む構造物220を例示する。III族窒化物層208bを、上述したような方法を用いて熱処理されたIII族窒化物層208a’図2Dの上に形成することができ、上述したように約100nm以下、約50nm以下またはさらには約10nm以下の平均厚さに形成することができる。上述した方法を利用して、図2Dに示すように、III族窒化物材料の層の各付加が形成されたら、III族窒化物層の1つまたは複数、例えばIII族窒化物層208bを熱処理することもできる。形成および熱処理する方法を、連続したウルツ鉱型結晶層を含む連続した核形成材料210が非天然成長基板200の上部表面202上に形成され得るまで反復することができる。図2Dは、非天然成長基板200と1つまたは複数の熱処理されたIII族窒化物層から形成された連続した核形成材料210とを含む構造物222を例示する。連続した核形成材料210は上述したような連続したウルツ鉱型結晶層を含むことができ、ここで、その連続したウルツ鉱型結晶層は非天然成長基板200の上部表面202に隣接して提供することができ、連続したウルツ鉱型結晶層を含むその核形成材料210も、非天然成長基板200の上部表面202の結晶構造と結晶学的に整列していてよい。本発明のさらなる実施形態の方法は、図1Eおよび図1Fに関して上述したのと実質的に同じ方法を用いて、核形成材料210上にさらなるIII族窒化物材料232例えば、窒化ガリウムの層を形成するステップを含むことができる。手短に言えば、複数の斜め結晶性切子面228から側方への方向での結晶性材料の成長すなわち、側方成長を始めて、側方III族窒化物領域232’を形成することによって、さらなるIII族窒化物材料232を核形成材料210の上に形成することができる。上記で論じたように、核形成材料210を取り囲む非晶質金属窒化物材料218が核形成材料210と実質的に同じ結晶格子構造を有する結晶性材料に転換されると、側方成長が起こり得る。側方成長は斜め結晶性切子面228から開始し、複数の斜め結晶性切子面228からの側方成長が合体して、実質的に平面状の上部表面236を有する側方III族窒化物領域232’が形成されるまで、図2Eの矢印234で示すように側方への方向に進行する。複数の配向された結晶性側部切子面228からの側方への成長は、上述したような、貫通転位214および214’などのいくつかの転位のベンディングならびにいくつかの貫通転位214および214’の消滅をさらに含むことができる。本発明の実施形態の方法は、図2Fに例示するように、バルクIII族窒化物領域232’’を含むさらなるIII族窒化物層232を形成するステップをさらに含むことができる。バルクIII族窒化物領域232’’を堆積させるステップは、バルクIII族窒化物領域232’’を約5ミクロン超、10ミクロン超またはさらには50ミクロン超の厚さd2に堆積させるステップをさらに含むことができる。本発明の方法は、図2Fの構造物226が構造的クラックおよび層間剥離したIII族窒化物材料の領域を含む可能性が実質的にないように、バルクIII族窒化物領域232’’を堆積させるステップを含むことができることも理解されたい。本発明の種々の実施形態は、構造物、より具体的にはIII族窒化物半導体構造物を含むこともできる。例えば図1Bは、非天然成長基板100の上部表面102上に実質的に連続した金属層108を含むIII族窒化物半導体構造物106を例示する。実質的に連続したIII族窒化物層108は非天然成長基板100の上部表面102に隣接した複数のウルツ鉱型結晶領域112を含むことができ、その複数のウルツ鉱型結晶領域112は、非天然成長基板100の上部表面102の結晶構造に結晶学的に選択的に整列していてよい。III族窒化物半導体構造物106は、複数のウルツ鉱型結晶領域112を包む非晶質金属窒化物材料118も含むことができる。さらに、III族窒化物半導体構造物106は、非晶質金属窒化物材料118内に配置されている複数の整列不良結晶領域116も含むことができる。本発明のいくつかの実施形態では、III族窒化物半導体構造物100の非天然成長基板100は、α酸化アルミニウムα-Αl203、すなわちサファイアを実質的に含むことができる。非天然成長基板100の上部表面102これは成長表面であるもサファイアを主に含むことができる。さらに、複数のウルツ鉱型結晶領域112、非晶質金属窒化物材料118および複数の整列不良結晶領域116は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムおよびそれらの合金の1つまたは複数から少なくとも実質的に構成されていてよい。本発明の種々の実施形態は、図1Fに示すIII族窒化物半導体構造物140のようなIII族窒化物半導体構造物を含むこともできる。III族窒化物半導体構造物140は、非天然成長基板100の上部表面102上に実質的に連続した核形成材料110を含むことができる。この連続した核形成材料110はそれ自体、非天然成長基板100の上部表面102の結晶構造に結晶学的に整列した連続したウルツ鉱型結晶層を含むことができる。III族窒化物半導体構造物140は、実質的に連続した核形成材料110上にさらなるIII族窒化物材料132も含むことができる。本発明のいくつかの実施形態では、III族窒化物半導体構造物140の非天然成長基板100は、α酸化アルミニウムα-Al2O3、すなわちサファイアから少なくとも実質的に構成されていてよい。非天然成長基板100の上部表面102これは成長表面であるもサファイアから少なくとも実質的に構成されていてよい。実質的に連続した核形成材料110は約10nm超、約50nm超またはさらには約100nm超の平均厚さを有することができる。さらに、実質的に連続した核形成材料110は、基板100の上部表面102に対して0を超える鋭角で配向された複数の斜め結晶性切子面128を含むこともでき、約7×1019cm-2未満の塩素種の濃度を有することができる。"