金属三塩化物前駆体および金属四塩化物前駆体の少なくとも1つを用いてIII族窒化物半導体材料を基板上に堆積させる方法であって、金属三塩化物前駆体および金属四塩化物前駆体の少なくとも1つを用いてIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させて、核形成HVPEプロセス段階において少なくともいくつかのウルツ鉱型微結晶およびいくつかの非晶質III族窒化物半導体材料を含むナノ構造を有する核形成層を形成するステップと、前記核形成層をアニーリングして少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の結晶性島状部を基板の表面上に形成するステップと、少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の島状部を合体HVPEプロセス段階において成長させ合体させて、基板の表面を少なくとも実質的に覆う少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の核形成テンプレート層を形成するステップと、追加のHVPEプロセス段階において、追加のIII族窒化物半導体材料を少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の核形成テンプレート層の上に堆積させるステップとを含むことを特徴とする方法。前記エピタキシャル核形成材料の結晶性島状部を、ピーク形状をもつように基板の表面上に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1に記載の方法。前記核形成層をアニーリングしてエピタキシャル核形成材料の結晶性島状部を基板の表面上に形成するステップは、前記核形成層を約900°Cから約1300°Cの温度でアニーリングするステップを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の方法。前記核形成層を約900°Cから約1300°Cの温度でアニーリングするステップは、前記核形成層を約1025°Cから約1100°Cの温度でアニーリングするステップを含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。前記核形成層を約1025°Cから約1100°Cの温度でアニーリングするステップは、前記核形成層を約1040°Cから約1070°Cの温度でアニーリングするステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。前記核形成層を約1040°Cから約1070°Cの温度でアニーリングするステップは、前記核形成層を約1050°Cの温度でアニーリングするステップを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。前記核形成層をアニーリングしてエピタキシャル核形成材料の結晶性島状部を基板の表面上に形成するステップは、前記核形成層を約100Torrから約760Torr1気圧の圧力でアニーリングするステップを含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。前記核形成層を約100Torrから約760Torr1気圧の圧力でアニーリングするステップは、前記核形成層を約200Torrの圧力でアニーリングするステップを含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。前記核形成HVPEプロセス段階において約400°Cから約700°Cの温度でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。前記核形成HVPEプロセス段階において約400°Cから約700°Cの温度でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップが、前記核形成HVPEプロセス段階において約570°Cの温度でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。前記核形成HVPEプロセス段階において約50Torrから約760Torr1気圧の圧力でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。前記核形成HVPEプロセス段階において約50Torrから約760Torr1気圧の圧力でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップが、前記核形成HVPEプロセス段階において約200Torrの圧力でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップを含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。前記合体HVPEプロセス段階において、約900°Cから約1100°Cの温度で前記エピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。前記合体HVPEプロセス段階において、約975°Cから約1050°Cの温度で前記エピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させ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。前記合体HVPEプロセス段階において、約985°Cから約1015°Cの温度で前記エピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。前記合体HVPEプロセス段階において、約100Torrから約760Torr1気圧の圧力で前記エピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。前記合体HVPEプロセス段階において、約200Torrの圧力で前記エピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。前記エピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させた後、前記エピタキシャル核形成材料の核形成テンプレート層をアニーリングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。前記III族窒化物半導体材料を、窒化ガリウムを含むように選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。前記基板を、サファイアを含むように選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。請求項1から20のいずれか一項に記載の方法に従って形成されたIII族窒化物核形成材料の核形成テンプレート層を含むことを特徴とする構造物。前記III族窒化物半導体材料の核形成テンプレート層の上にバルクIII族窒化物半導体材料をさらに含むことを特徴とする請求項21に記載の構造物。前記バルクIII族窒化物半導体材料が、構造的クラッキングを少なくとも実質的に含まないことを特徴とする請求項22に記載の構造物。前記バルクIII族窒化物半導体材料が、層間剥離領域を少なくとも実質的に含まないことを特徴とする請求項22または請求項23に記載の構造物。請求項1から20のいずれか一項に記載の方法によって形成される中間構造物。この概要を、その概念が本発明のいくつかの例示的実施形態の以下の詳細な説明においてさらに説明される、単純化された形態での概念の選択を導入するために提供する。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はなく、また特許請求されている主題の範囲を限定しようとするものでもない。HVPEプロセスを用いて、III族窒化物半導体材料例えばGaNなどのIII~V族半導体材料の比較的厚い層をサファイアなどの非天然基板上に直接形成するのに使用できる方法およびシステムを提供することが望ましい。いくつかの実施形態では、本発明は、III族窒化物半導体材料を基板上に堆積させる方法を含む。そうした方法は、金属三塩化物前駆体および金属四塩化物前駆体の少なくとも1つの使用を含むことができる。そうした方法によれば、III族窒化物半導体材料の層を、核形成HVPEプロセス段階において基板の表面上に堆積させて少なくともいくつかのウルツ鉱型微結晶およびいくつかの非晶質III族窒化物半導体材料を含むナノ構造を有する核形成層を形成する。この核形成層をアニールして、少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の結晶性島状部crystallineislandを基板の表面上に形成する。少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の島状部は成長し、合体coalescenceHVPEプロセス段階において合体して少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の核形成テンプレート層を形成する。この核形成テンプレート層は、基板の表面を少なくとも実質的に覆うことができる。追加のHVPEプロセス段階において、追加のIII族窒化物半導体材料を、少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の核形成テンプレート層上に堆積させる。本発明の追加の実施形態は、本明細書で開示する方法で形成されるIII族窒化物半導体材料を含む最終構造物および中間構造物を含む。本明細書で示す例示は、任意の特定の成分、デバイス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、本発明の実施形態を説明するために用いた単なる理想的な表現に過ぎない。いくつかの文献を本明細書で引用するが、本明細書でどのように見なされているかに関係なく、引用文献のどれも、本明細書で特許請求されている主題の本発明に関連する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~V族半導体材料という用語は、周期表のIIIΑ族B、Al、Ga、InおよびTiからの1つまたは複数の元素および周期表のVA族N、P、As、SbおよびBiからの1つまたは複数の元素を少なくとも主に含む任意の半導体材料を意味しそれらを含む。例えば、III~V族半導体材料には、これらに限定されないが、GaN、GaP、GaAs、InN、InP、InAs、AlN、AlP、AlAs、InGaN、InGaP、InGaNP等が含まれる。本明細書で用いるIII族窒化物半導体材料という用語は、周期表のIIIΑ族B、Al、Ga、InおよびTiからの1つまたは複数の元素および窒素を少なくとも主に含む任意のIII~V族半導体材料を意味しそれらを含む。例えば、III族窒化物半導体材料には、GaN、InN、AlN、InGaN、GaAlN、GaAlN、InAlN等が含まれる。本明細書で用いる金属窒化物という用語は、金属と窒素の化合物を意味する。金属窒化物材料には、これらに限定されないが、窒化アルミニウムAlN、窒化ガリウムGaN、アルミニウム窒化ガリウムAlxGa1-xNおよび窒化チタンTiNが含まれる。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、基板の表面上の固体材料複数可の堆積をもたらすような仕方で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固体材料複数可を基板上に堆積させるのに用いられる任意のプロセスを意味しそれらを含む。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な仕方で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プロセスを意味しそれらを含む。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プロセスを意味しそれらを含む。本明細書で用いる金属有機という用語は、少なくとも1つの金属元素および有機化学種を含む任意の化合物を意味しそれらを含む。金属有機はしばしば当技術分野で有機金属とも称され、そうした用語は本開示のためには同義語である。堆積には、これらに限定されないが、トリメチルガリウムTMG、トリエチルガリウムTEG、トリメチルアルミニウムTMA、トリエチルアルミニウムTEA、テトラキスジエチルアミノチタンTDEATおよびテトラキスジメチルアミドチタンTDMATが含まれる。本明細書で用いる金属有機気相エピタキシーおよびMOVPE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つの試薬蒸気が金属有機蒸気を含む任意のVPEプロセスを意味しそれらを含む。本明細書で用いる非金属有機化学蒸着プロセスおよび非MOCVDプロセスという用語は同義語であり、MOCVDプロセスではない任意の堆積プロセスを意味しそれらを含む。本明細書で用いる非金属有機気相エピタキシープロセスおよび非MOVPEプロセスという用語は同義語であり、MOVPEプロセスではない任意の堆積プロセスを意味しそれらを含む。本明細書で用いるガスという用語は、ガス独立した形状も体積ももたない流体および蒸気拡散液体またはその中に懸濁された固体物質を含むガスを含み、ガスおよび蒸気という用語は本明細書では同義語として使用される。本発明の方法の実施形態は、HVPEシステムを用いて実施されるHVPEプロセスにおいて、III族窒化物半導体材料の核形成テンプレート層および過成長層を堆積させることを含むことができる。本発明の方法の実施形態において、種々の構成のHVPEシステムを用いることができるが、本発明の方法の実施形態を説明する前に、本発明の実施形態で使用できるHVPEシステムの例を図1A、図1Bおよび図2~4を参照して以下で説明する。図1Aおよび図1B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使用できるHVPE堆積システム100の実施形態を概略的に例示する簡略化した図である。非限定的な例として、堆積システム100は、Arenaらの名義の2009年9月10日公開の特許文献2、Arenaらの名義の2009年3月3日出願の特許文献3およびBertranの名義の2010年9月30日出願の特許文献4のいずれかに記載されているような堆積システムを含むことができる。図1Aおよび図1Bに示した堆積システム100は、図2~4を参照して以下で説明する反応チャンバー102および1つまたは複数のガスインジェクターを含む。堆積システム100、より具体的には堆積システム100の反応チャンバー102の以下の説明において、縦のおよび横断のという用語は、図1Aおよび図1Bの透視図での反応チャンバー102に対する方向を指すのに用いられる。ここで、縦方向は、図1Aの透視図からの垂直方向であり、図1Bの平面中に延在する方向であり、横断方向または側方への方向は、図1Aおよび図1Bのそれぞれの透視図から水平に延在する方向である。横断方向は、反応器を横断して延在する方向とも称される。堆積システム100は、反応チャンバー102、堆積システム100内でその上に材料が堆積されるまたは提供されることが望ましい1つまたは複数の被加工物workpiece基板106を支持するように構成された基板支持構造物104例えばサセプタを備える。非限定的な例によれば、反応チャンバー102は約2インチの高さ、約12インチの幅および約20インチの長さをもつことができ、基板支持構造物104は、18インチ被加工物基板106、16インチ被加工物基板106、34インチ被加工物基板106または82インチ被加工物基板106を支持するように構成することができる。この堆積システム100は、堆積システム100を選択的に加熱して、堆積プロセスの間、反応チャンバー102内の平均温度を望ましい高温に制御できるようにするのに使用できる加熱素子108図1Bをさらに備える。加熱素子108は、例えば抵抗式加熱素子または放射式加熱素子を含むことができる。図1Bに示すように、基板支持構造物104は、スピンドル110の回転、したがって反応チャンバー102内の基板支持構造物104の回転を駆動するように構成された電動機などの駆動デバイス112に連結されていることができる例えば、直接構造的に連結されている、磁気的に連結されている等スピンドル110上に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、反応チャンバー102、基板支持構造物104、スピンドル110および反応チャンバー102内の他の任意の成分の1つまたは複数は、セラミック酸化物例えば、シリカ石英、アルミナ、ジルコニア等、炭化物例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素等または窒化物例えば、窒化ケイ素、窒化ホウ素等などの耐火性セラミック材料を少なくとも実質的に含むことができる。堆積システム100は、1つまたは複数のガスを反応チャンバー102に注入し、その反応チャンバー102からガスを排気するのに使用されるガス流システムをさらに含む。図1Aを参照すると、堆積システム100は、それぞれのガス供給源128A、128B、128Cからガスを輸送する3つのガス流入導管114A、114B、114Cを備えることができる。任意選択で、弁、背圧調整器および質量流制御装置の1つまたは複数を含むことができるデバイス117A、117B、117Cを、それぞれガス流入導管114A、114B、114Cを通してガスの流れを選択的に制御するために使用することができる。いくつかの実施形態では、ガス供給源128A、128Bの少なくとも1つは特許文献2に記載されているような、金属三塩化物GaCl3、InCl3またはAlCl3などおよび金属四塩化物TiCl4などの少なくとも1つの外部供給源を含むことができる。GaCl3、InCl3およびAlCl3は、例えば、それぞれGa2Cl6、In2Cl6およびAl2Cl6などの二量体の形態で存在することができる。したがって、ガス供給源128A、128の少なくとも1つはGa2Cl6、In2Cl6またはAl2Cl6などの二量体を含むことができる。非限定的な例として、ガス供給源128A、128Bの1つまたは複数は、IIIΑ族前駆体成分としてGaCl3蒸気の質量流を提供することができる。ガス供給源128Cは、アンモニアNH3などのVA族前駆体の外部供給源を含むことができる。ガス供給源128A、128Bの1つまたは複数がGaCl3供給源であるまたはそれを含む実施形態では、そのGaCl3供給源は少なくとも120°C例えば約130°Cの温度に保持された液体GaCl3のリザーバを含み、これは、液体GaCl3の蒸発速度を増進させるための物理的手段を備えることができる。そうした物理的手段は、例えば、液体GaCl3を撹拌するように構成されたデバイス、液体GaCl3を噴霧するように構成されたデバイス、キャリアガスを液体GaCl3上に急速に流すように構成されたデバイス、液体GaCl3を通してキャリアガスをバブリングするように構成されたデバイス、液体GaCl3を超音波で分散させるように構成されたデバイス、例えば圧電型デバイスなどを含むことができる。非限定的な例として、He、N2、H2もしくはArまたはその混合物例えばN2とH2の混合物などのキャリアガスを、供給源ガスが1つまたは複数のキャリアガスを含むことができるように、液体GaCl3を少なくとも120°Cの温度に保持しながら液体GaCl3を通してバブリングさせることができる。本発明のいくつかの実施形態では、ガスインジェクター150A、150Bの1つまたは複数へのGaCl3蒸気の流束を制御することができる。例えば、キャリアガスを、液体GaCl3を通してバブリングする実施形態では、ガス供給源128A、128B、128CからのGaCl3流束は、例えばGaCl3の温度、GaCl3まわりの圧力およびGaCl3を通してバブリングされるキャリアガスの流れを含む1つまたは複数の因子に依存する。GaCl3の質量流束は原理上これらのパラメーターのいずれかで制御することができるが、いくつかの実施形態では、GaCl3の質量流束を、質量流制御装置を用いてキャリアガスの流れを変動させることによって制御することができる。いくつかの実施形態では、ガス流入導管114A、114Bの温度はガス供給源128A、128Bとガスインジェクター150A、150Bの間で制御することができる。ガス流入導管114A、114Bなどの中でのガス例えばGaCl3蒸気の凝縮を防止するために、ガス流入導管114A、114Bおよび関連した質量流センサー、制御装置などの温度を、それぞれのガス供給源128A、128Bからの流出口の第1の温度例えば約120°C以上からガスインジェクター150A、150Bの第2の温度例えば約160°C以下まで徐々に上昇させることができる。任意選択で、それぞれのガス供給源128A、128Bとガスインジェクター150A、150Bの間のガス流入導管114A、114Bの長さは約3フィート以下、約2フィート以下またはさらには約1フィート以下であってよい。供給源ガスの圧力は1つまたは複数の圧力制御システムを用いて制御することができる。2つのガス流入導管114A、114Bのそれぞれは任意選択で、以下でさらに詳細に説明する2つのガスインジェクター150A、150Bのそれぞれの1つへと延在していてよい。追加の実施形態において、堆積システム100は2つ未満すなわち1つのガス流入導管およびそれぞれのガスインジェクターを備えるか、または堆積システム100は2つ超例えば3つ、4つ、5つ等のガス流入導管およびそれぞれのガスインジェクターを備えることができる。図1Aおよび図1Bの実施形態において、ガスインジェクター150A、150Bは、反応チャンバー102の完全に外側に位置する。しかし、他の実施形態では、ガスインジェクター150A、150Bを反応チャンバー102の完全に内側に配置するか、またはガスインジェクター150A、150Bの少なくとも一部を、反応チャンバー102を通して少なくとも部分的に延在させることができる。堆積システム100は、反応チャンバー102の外部と内部の間の流体伝達をもたらす3つのガスポート116A、116B、116Cをさらに備えることができる。ガスポート116A、116B、116Cのそれぞれは、反応チャンバー102内のガスインジェクター150A、150Bのそれぞれ1つとそれぞれのガス分散導管118A、118B、118Cとの間の反応チャンバー102の壁部、天井部または床部の1つまたは複数を介して流体伝達を提供することができる。反応チャンバー102内のガス分散導管118A、118B、118Cは、エンクロージャー内の望ましい位置にガスを輸送するのに使用することができる。ガス分散導管118A、118B、118Cを、基板支持構造物104上に担持された被加工物基板106に対して選択された方向で反応チャンバー102の内部にガスを注入するように配置し、構成することができる。前駆体ガスおよびキャリアガスなどのガス分散導管118A、118B、118Cで輸送されたガスは、反応チャンバー102を通して縦方向図1Aの透視図からは垂直方向に流すことができ、このガスを、反応チャンバー102内で縦方向に被加工物基板106の方へ延在する方向でそこから吹き出させるinjectoutことができ、この方向は、被加工物基板106の上部の露出主表面に対して少なくとも実質的に平行に配向されている。導管支持固定具を用いてガス分散導管118A、118B、118Cを支持し、反応チャンバー102内の所定位置に保持することができる。ガス分散導管118A、118B、118Cの具体的なレイアウトおよび構成は、本発明の実施形態で使用できるいくつかのレイアウトおよび構成のうちの1つに過ぎず、反応チャンバー102の追加の実施形態は、反応チャンバー102内でのガス分散導管の異なる構成およびレイアウトをもつことができる。ガス分散導管118A、118B、118Cは能動的に加熱するもしくは受動的に加熱することも、または受動的かつ能動的に加熱することもできる。例えば、熱発生素子図示せずを、ガス分散導管118A、118B、118Cの少なくとも一部に隣接して配置することができる。いくつかの実施形態では、ガス分散導管118A、118B、118Cを加熱素子108図1Bで加熱する。任意選択で、受動的熱移動構造物例えば、黒体と類似した挙動をする材料を含む構造物を、反応チャンバー102内のガス分散導管118A、118B、118Cの少なくとも一部に隣接または近接して配置して、ガス分散導管118A、118B、118Cへの熱の移動を改善することができる。例えばArenaらの名義の2009年8月27日公開の特許文献5に開示されているように、反応チャンバー102内に受動的熱移動構造物例えば、黒体と類似した挙動をする材料を含む構造物を提供することができる。例えば、熱移動板124が、基板支持構造物104および基板支持構造物104で支持された被加工物基板106の上に反応チャンバー102を横断して延在するように、熱移動板124図1Aおよび図1Bでは点線で表されているを反応チャンバー102内に配置することができる。熱移動板124は、加熱素子加熱素子108などからの放射を吸収し、その吸収された熱をプロセスガス中に再放射することによって、熱移動板124に近接して流れるプロセスガスを熱化させる助けとなることができる。そうした受動的熱移動構造物は、反応チャンバー102の内部での熱移動を改善し、反応チャンバー102内の温度の均一性および一貫性を改善することができる。受動的熱移動構造物は、堆積システム100内で遭遇する可能性のある高温、腐食環境に耐えることもできる高い放射率値1に近いを有する材料黒体材料を含むことができる。そうした材料には、例えば窒化アルミニウムAlN、炭化ケイ素SiCおよび炭化ホウ素B4Cが含まれることができ、これらはそれぞれ0.98、0.92および0.92の放射率値を有する。ガス状副生成物、キャリアガスおよび任意の過剰前駆体ガスは、チャンバー出口126を通して反応チャンバー102から排気することができる。上述した通り、図1Aおよび図1Bの堆積システム100のガスインジェクター150A、150Bの1つまたは複数は、図2~図4を参照して以下にさらに詳細に説明するようなガスインジェクターであっても、またはそれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ガスインジェクター150A、150Bは、Arenaらの名義の2010年9月10日公開の特許文献6に開示されているようなガスインジェクターを備えることができる。例えば図2は、図1Aに示したガスインジェクター150A、150Bの一方または両方のために使用できる熱化用ガスインジェクター160の透視図である。図2に示すように、ガスインジェクター160は、入口部164、コイル状中央部166および出口部168を含む導管162を備える。供給源ガス例えばGaCl3、キャリアガス例えばH2、N2等または供給源ガスとキャリアガスの混合物を入口部164に供給することができる。1つまたは複数のガスは、入口部164からコイル状中央部166を通って出口部168に抜けて、反応チャンバー102図1Aに流入する。以下でさらに詳細に論じるように導管162の少なくともコイル状中央部166を加熱することができる。導管162をコイル状にすることによって、導管162によって占められる物理的な空間の長さは、導管162を通る流路の実際の長さより大幅に短くなる。別の言い方をすれば、導管162の長さを、入口部164と出口部168の間の最短距離より長くすることができる。導管162は他の構造を有していてよい。例えば、導管162は、180°の角度で延在する曲線部分によって端と端が接した形でend-to-endfashion一緒に連結された複数のほぼ平行な直線部分を備える蛇行状の構造を有することができる。導管162内の流路の断面積、導管162を通る供給源ガスの流量および導管162の全長の関数であることができる望ましい時間量すなわち、滞留時間のために、導管162を、導管162を通して流れるガスを加熱するように構成することができる。以下でさらに詳細に論じるように、導管162を、1つまたは複数の能動的または受動的加熱素子に近接して配置されるような形状にし、そのように構成することができる。図2に示すように、導管162の少なくともコイル状中央部166は外側ハウジング170内に含めることができる。図には例示していないが、外側ハウジング170はまた、これも反応チャンバー102の中の方へ向いていてよいパージガスなどのガス用の追加のガス導通用導管として働くこともできる。例えば、図2に示すように、外側ハウジング170は、反応チャンバー102中へ延在していてよいハウジング入口172およびハウジング出口174を含むことができる。パージガスは、ハウジング入口172から外側ハウジング170を通ってハウジング出口174へ流れ、続いて反応チャンバー102に流入するようにさせることができる。パージガスは、外側ハウジング170を通過する際に、熱化用ガスインジェクター160で加熱することができる。導管162および外側ハウジング170は、使用の際にそれらが被る高温において安定で不活性な耐火性材料を含むことができる。例えば導管162および外側ハウジング170は、石英で形成されていてよく、少なくとも実質的に石英を含むことができる。熱化用ガスインジェクター160は、外側ハウジング170および導管172のコイル状中央部166の1つまたは複数に近接した例えば、隣接した能動的熱発生素子位置を用いて加熱することができる。能動的加熱素子には、加熱ランプなどの放射線放出素子、誘導加熱素子、抵抗加熱素子などの電気的加熱素子などが含まれる。熱化用ガスインジェクター160はまた、それ自体は熱を発生しないが、熱化用ガスインジェクター160の中またはその周りで、再分配する、反射する、または熱移動に影響を及ぼすのに使用される受動的加熱素子を含むこともできる。例えば図2に示すように、熱化用ガスインジェクター160は能動的加熱素子180を備えることができ、これは、外側ハウジング170の外部を少なくとも部分的に取り囲む抵抗加熱式クランプシェル形加熱器を備えることができる。したがって、導管162および/または外側ハウジング170を通して流れるガスを能動的加熱素子180で加熱することができる。図2に示すように、能動的であっても受動的であってもよい任意選択の加熱素子182を外側ハウジング170内に配置することができる。図2に示すように、加熱素子182は細長い円筒形状を有してよく、コイル162のコイル状中央部166は加熱素子182の周りに巻きつけられていてよい。非限定的な例によれば、加熱素子182は、能動的加熱素子180で発生した熱を再分配するのに使用される黒体材料を含むロッドを備えることができる。加熱素子182の存在は、それによってコイル162のコイル状中央部166内のガスおよび外側ハウジング170内のガスが、能動的加熱素子180で加熱される効率を改善することができる。ガス供給源128A、128Bの1つによって熱化用ガスインジェクター160に供給される供給源ガスがGaCl3などの金属三塩化物および水素キャリアガスH2を含む本発明の実施形態において、金属三塩化物と水素ガスは分解してGaClなどの金属一塩化物蒸気およびHCl蒸気を生成してもよく、この蒸気は導管162の出口部168を通過して反応チャンバー102へ進むことができる。追加の実施形態において、ガスインジェクター150A、150Bは、特許文献4に開示されているようなガスインジェクターを含むことができる。例えば、ガスインジェクター150A、150Bは、例えば液体ガリウムGa、液体アルミニウムAlまたは液体インジウムInなどの液体状の金属または他の元素を保持するように構成されたリザーバを含むことができる。他の実施形態では、そのリザーバは、供給源ガスまたは供給源ガスの分解もしくは反応生成物と反応させるための固体試薬を保持するように構成されていてよい。例えば、リザーバは、例えば固体ケイ素Siまたは固体マグネシウムMgなどの1つまたは複数の材料の実体積solidvolumeを保持するように構成されていてよい。図3は、図1Aで示したガスインジェクター150A、150Bの一方またはその両方のために使用できるガスインジェクター200の透視図である。図3に示すように、ガスインジェクター200は入口202、出口204、熱化用導管206および容器210を備える。容器210はその中に液体試薬を保持するように構成されている。例えば液体ガリウム、液体インジウム、液体アルミニウム等の液体金属または液体有機金属物質などを容器210内に配置することができる。供給源ガス例えばGaCl3、キャリアガス例えばH2、N2等または供給源ガスとキャリアガスの混合物を入口202に供給することができる。1つまたは複数のガスを、入口202から熱化用導管206中に流すことができる。熱化用導管206を、熱化用導管206内の流路の断面積、熱化用導管206を通る供給源ガスの流量および熱化用導管206の全長の関数であってよい望ましい時間量すなわち、滞留時間で、熱化用導管206を通って流れるガスを加熱するように構成することができる。以下でさらに詳細に論じるように、熱化用導管206を1つもしくは複数の能動的または受動的加熱素子に近接して配置されるような形状にし、そのように構成することができる。さらに、熱化用導管206は、熱化用導管206によって占められる物理的な空間の長さが熱化用導管206を通る流路の実際の長さより大幅に短くなるように1つまたは複数の曲線部分または屈曲部turnを含むことができる。別の言い方をすれば、熱化用導管206の長さを、入口202と液体容器210の間の最短距離より長くすることができる。いくつかの実施形態では、熱化用導管206の長さは、入口202と液体容器210の間の最短距離の少なくとも約2倍、入口202と液体容器210の間の最短距離の少なくとも約3倍またはさらには入口202と液体容器210の間の最短距離の少なくとも約4倍であってよい。例えば、熱化用導管206は、図3に示すような、180°の角度で延在する曲線部分によって端と端が接した形で一緒に連結された複数のほぼ平行な直線部分を備える蛇行状の構成を有することができる。熱化用導管206は、例えば石英などの耐火性材料を少なくとも実質的に含む管を備えることができる。いくつかの実施形態では、そのガスは、熱化用導管206内で少なくとも部分的に分解する供給源ガスを含むことができる。例えば、そのガスがGaCl3の供給源ガスおよびH2を含むキャリアガスを含む実施形態において、供給源ガスを分解してガス状GaClおよび塩化水素HClを生成させることができる。ガスは熱化用導管206から容器210へ流入する。図4は、容器210の拡大した部分切り取り図である。図4に示すように、容器210は底部壁212、上部壁214および少なくとも1つの側壁216を備える。図6および図7の実施形態において、リザーバは概ね円筒状の形状を有しており、したがって底部壁212および上部壁214のそれぞれは円形状の形状を有し、少なくとも実質的に平面であり、したがって側壁216は少なくとも実質的に円筒状例えば、チューブ状である。本発明の追加の実施形態において、リザーバを代替の幾何学的構造で構成することができる。底部壁212、上部壁214および少なくとも1つの側壁216は一緒になって中空体を画定し、その内側は、液体ガリウムまたは有機金属物質などの液体試薬を保持するためのリザーバを画定する。中空容器210の内部空間は部分的に液体試薬で満たされていてよい。例えば、容器210内の液体試薬の上部に空隙または空間222が存在するように、容器210を図4の点線220で示されるレベルまで液体試薬で満たすことができる。熱化用導管206から流出するガスを、容器210内の液体試薬の上部の空間222に注入することができる。非限定的な例として、熱化用導管206から流出するガスを、底部壁212を通して管224に流入させることができる。いくつかの実施形態では、管224は、容器210中へ延在する熱化用導管206の一体部分integralportionを含むことができる。管224は、液体容器内に配置された液体試薬を通って液体試薬の上部の空間222へ延在させることができる。管224は、管224の末端部分が液体試薬の上部を水平に延在するように90°のベンドを含むことができる。図4に示すように、液体試薬の表面に面するその側部上に管224の円筒状側壁を貫通する開口部を提供し、それによって管224を通して流れるガスが開口部226を通して管224の外に出るようにすることができる。開口部226を出るガスを、そのガスの1つまたは複数の成分と液体試薬の反応を促進させるように、液体試薬の表面の方へ配向された方向に開口部から出るように案内することができる。例えば、供給源ガスがH2などのキャリアガス中で輸送されるGaCl3を含み、熱化用導管206内でその供給源ガスが分解してガス状GaClおよび例えば塩化水素HClなどの塩素化種を含む実施形態において、液体容器内の液体試薬は、熱化用導管206内で発生した塩素化ガス例えばHClと反応して追加のガス状GaClを生成できる液体ガリウムを含むことができる。容器210内の液体試薬の上部の空間222中のガスは、容器から出口ポート228を通して流出することができる。例えば、出口ポート228は、管224の水平に延在する部分の上部の容器の上部壁214中に配置することができる。出口ポート228は出口導管230に通じ、その端部はガスインジェクター200の出口204を画定することができる。追加の実施形態において、熱化用導管206から流出するガスを容器210内の液体試薬中に注入することができ、それによって、ガスは液体試薬を通して液体試薬の上部の空間222中にバブリングされる。容器210の種々の成分は、例えば石英などの耐火性材料を少なくとも実質的に含むことができる。GaClは、GaNを生成させるのに望ましい前駆体ガスであってよい。したがって、例えば、GaCl3およびH2の熱分解によってもたらされる塩化水素ガスHClなどの過剰な塩素化種を追加的なGaClに転換させることによって、反応チャンバー102中に入る塩素化種GaCl3およびH2を含む供給源ガスを用いる系においての量を減少させることができるので、堆積されたGaN材料への過剰な塩素化種の有害な影響を回避することができる。そうした有害な影響には、例えば、窒化ガリウム結晶格子中への塩素原子の取り込みおよび堆積されたGaN膜のクラッキングまたは層間剥離が含まれることができる。過剰な塩化水素ガスHClを反応チャンバー中に導入すると、反応チャンバー内でのGaNに対するエッチャントとして作用する塩化水素がもたらされ、それによって、GaNの成長速度を低下させ、またはさらにはその成長を阻止することができる。さらに、過剰な塩素化種を液体ガリウムと反応して追加のGaClを生成させることによって、堆積システム100の効率を改善することができる。図1Aおよび図1Bを参照して上述したHVPE堆積システム100を、以下で説明する本発明の方法の実施形態に従って、基板の上に核形成層を堆積させ、その核形成層をアニールして核形成材料の島状部を形成させて、核形成材料の島状部の上にIII族窒化物半導体材料の過成長層を堆積させるために使用することができる。図5~図10は、本発明の方法の実施形態に従った基板上への核形成層の堆積、核形成材料の島状部を形成するための核形成層のアニーリング、および核形成材料の島状部上へのIII族窒化物半導体材料の過成長層の堆積を例示する。図5を参照して、基板240を提供する。基板240は概ね平面のディスク形状体であってよく、概ね円形、矩形等であってもよい。基板240は、当技術分野でダイdieまたはウエハーと称されるものを含むことができる。基板240は均質な材料242を少なくとも実質的に含むことができる。材料242は、例えば、酸化物例えば、二酸化ケイ素SiO2また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。追加の例として、材料242はケイ素Si、ゲルマニウムGe、III~V族半導体材料等の半導体材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、基板240の材料242は、材料242の単結晶を少なくとも実質的に含むことができる。さらに、そうした実施形態において、単結晶は、材料242の露出主表面244が材料242の単結晶の選択された結晶学的平面を含むように、選択された結晶学的配向を有することができる。その露出主表面244は、その上にIII族窒化物半導体材料を成長させるまたは堆積させることが望ましい成長表面を含む。非限定的な例として、基板240は、0001サファイア基板を含むように選択することができる。そうしたサファイア基板は市販されている。図6を参照して、核形成層250を、露出主表面244上に形成する例えば、堆積させることができる。本発明の方法の実施形態に従って、核形成層250は金属窒化物材料例えばGaNを含むことができ、上述したようなHVPEプロセスおよびHVPEシステム100を用いて形成することができる。非限定的な例によれば、その核形成層250が約2ナノメートル2nmから約5ミクロン5μm、約10ナノメートル10nmから約100ナノメートル100nmまたはさらには約20ナノメートル20nmから約50ナノメートル50nmの平均厚さT1をもつように、核形成層250を露出主表面244上に堆積させることができる。さらに、核形成層250を、例えば約400°Cから約700°C例えば約570°Cの比較的低温および約50Torrから約760Torr1気圧例えば約200Torrの圧力で堆積させることができる。堆積の際、核形成層250はそのナノ構造内に非晶質領域と結晶領域の両方を含むことができる。例えば、図11は、拡大下で核形成層250の断面図がどのように見えることができるかを概略的に例示する簡略化した図面である。図11に示すように、核形成層250のミクロ構造は、実質的に非晶質の金属窒化物材料254の中に埋め込まれ、それで取り囲まれた結晶性金属窒化物材料252すなわち、結晶または微結晶の結晶粒grain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、材料の原子配置において長い範囲で秩序がそれほどないことを意味する。言い換えれば、それが材料内で秩序ある原子面の配列で配置されているのとは対照的に、その材料内で非晶質材料の原子はほぼランダムに配置されている。図11の図は簡略化されているが、図11において結晶性金属窒化物材料252の結晶粒と非晶質金属窒化物材料254の間で識別可能な離散的境界を容易に見ることができ、実際このミクロ構造を拡大下で見た場合、結晶性金属窒化物材料252の結晶粒の周縁周りに延びるそうした離散的境界は、識別するのが比較的困難であることができることに留意すべきである。それでも、結晶性金属窒化物材料252の結晶粒および非晶質金属窒化物材料254の存在は、適切な拡大下でミクロ構造を見るかつ/またはX線回折XRDなどの他の手法を用いれば識別可能である。結晶性金属窒化物材料252のいくつかの結晶粒を、下にある基板240図5の表面244の結晶格子上に直接配置し、かつその結晶格子とエピタキシャルに整列させることができる。例えば、基板240が0001サファイア基板を含み、核形成層250が窒化ガリウムGaNを含む実施形態において、その表面244はサファイア結晶格子の0001面を含むことができ、基板240の表面244上に直接配置されている結晶性GaN材料252の結晶粒を、結晶性GaN材料252のそれらの結晶粒の結晶格子内の[0001]方向が表面244に対して実質的に垂直に延びるように配向させることができる。図11において、結晶性金属窒化物材料252の結晶粒のそれぞれの中の[0001]方向は、結晶粒内の矢印で表される。結晶性GaN材料252のそれらの結晶粒の結晶格子内の他の方向も、表面244で、下にあるサファイア基板240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びることができ、その結果、表面244で、下にあるサファイア基板240の結晶格子に対する水平面すなわち、図の平面の中へ延びる平面内でのそれらの結晶粒の回転配向における不整合がほとんどないことになる。やはり図11に示すように、下にある基板240の表面244図5の上に直接配置されていない結晶性金属窒化物材料252の結晶粒は、下にある基板240の表面244の結晶格子とエピタキシャルに整列されていなくてよく、結晶格子内の[0001]方向を示す結晶性金属窒化物材料252の結晶粒のそれぞれの中の矢印で示すように、空間中でランダムに配向されていてよい。もちろん、[0001]方向の一部は、図11の面の中へ入りその外へ出る角度で延びていてよいが、そうした方向は図に示されていない。結晶性金属窒化物材料252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252の結晶粒の一部またはすべてはウルツ鉱型結晶構造を少なくとも実質的に含む結晶粒であるかまたはそれを含んでよく、かつ/または結晶粒の一部またはすべては閃亜鉛鉱型結晶構造を少なくとも実質的に含む結晶粒であるかまたはそれを含んでよい。さらに、いくつかの実施形態では、結晶性金属窒化物材料252の結晶粒は、閃亜鉛鉱型結晶構造などの1つの結晶構造の内核innercore、およびウルツ鉱型結晶構造などの別の結晶構造を有する少なくとも部分的に内核を取り囲む外殻outershellをもつことができる。図6を再度参照して、基板240の表面244上に核形成層250を形成させた後、その核形成層250をアニーリングプロセスで熱処理して、図7に示すような金属窒化物核形成材料の島状部260を基板240の表面244上に形成することができる。この核形成層250を、その中で核形成層250が基板240上に堆積されたのと同じ反応チャンバー102中でアニーリングプロセスにかけることができ、このアニーリングプロセスは、基板240の上にIII族窒化物半導体材料を形成するのに用いられる全HVPEプロセスの一体部分として堆積プロセスの後で実施することができる。非限定的な例によれば、アニーリングプロセスは、核形成層250を、約900°Cから約1300°C例えば約1050°Cの1つまたは複数の温度および約50Torrから約760Torr1気圧例えば約200Torrの圧力に約10秒間10secから約10分間10min例えば約3.5分間かけることを含むことができる。いくつかの実施形態では、金属窒化物核形成材料の島状部260のそれぞれは少なくとも実質的に結晶性であってよく、下にある基板240の表面244の結晶格子上に直接配置されかつそれとエピタキシャルに整列されていてよい。例えば、基板240が0001サファイア基板を含み、島状部260が窒化ガリウムGaNを含む実施形態において、その表面244はサファイア結晶格子の0001面を含むことができ、GaNの島状部206の結晶構造は、結晶格子内の[0001]方向が表面244に対して実質的に垂直に延びるように配向されていてよい。さらに、GaNの島状部206の結晶格子内の他の方向も、表面244で、下にあるサファイア基板240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びることができ、その結果、表面244で、下にあるサファイア基板240の結晶格子に対する水平面すなわち、図の面の中へ延びる面内でのそれらの結晶粒の回転配向における不整合が皆無かまたはそれに近いことになる。いくつかの実施形態では、金属窒化物核形成材料の島状部260の一部またはすべては、基板240の表面244の少なくとも一部が島状部260間に曝露されるように、隣接島状部260から空間的に分離されていてよい。島状部260の少なくとも一部のベースは、その島状部が他のすべての島状部260から完全に隔離されないように1つまたは複数の他の隣接島状部260のベースと直接接触していてよいことに留意すべきである。さらに、いくつかの実施形態では、島状部260はウルツ鉱型核形成材料を少なくとも実質的に含むことができる。さらに、図7において、島状部260は互いに一様に分離されていて、秩序ある配列で配置されているように見えるが、この図は例示のために簡略化されており、実際には島状部260は、基板240の表面244にわたってランダムに配置され分散されていてよいことを理解すべきである。島状部260が窒化ガリウムGaNを含む実施形態において、結晶性島状部260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るかまたはそれを含んでよく、かつ/またはその結晶粒の一部またはすべては閃亜鉛鉱型結晶構造の結晶粒を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態では、島状部260の結晶粒は、閃亜鉛鉱型結晶構造などの1つの結晶構造の内核、およびウルツ鉱型結晶構造などの別の結晶構造を有する少なくとも部分的に内核を取り囲む外殻をもつことができる。理論に拘泥するわけではないが、アニーリングプロセスの際に、それによって金属窒化物核形成層250が金属窒化物核形成材料の島状部260に転換される機構は、金属窒化物核形成層250の少なくとも一部の分解および再堆積を含むと考えられる。そうしたプロセスを図12に概略的に例示する。図12に示すように、アニーリングおよび結晶化プロセスの際に、核形成層250の少なくとも一部は分解して蒸発する。一例として、GaN材料について、黒丸soldblackcircleは窒素原子およびラジカルを表し、白丸hollowcircleはガリウム原子およびラジカルを表すことができる。窒素およびガリウムの原子およびラジカルの一部は、基板240の表面244から遠ざかる方へ向けられた図2、図12の破線矢印で表されているように分解し蒸発する。基板240の成長表面244上に配置されておらずかつそれとエピタキシャルに整列していない、実質的に非晶質の金属窒化物材料254および結晶性金属窒化物材料252の結晶粒は、基板240の成長表面244上に配置されておりかつそれとエピタキシャルに整列している結晶性金属窒化物材料252の結晶粒と比較してエネルギー的に安定性がより小さいと考えられるので、非晶質材料254および結晶性金属窒化物材料252の非エピタキシャルに整列した結晶粒は分解するが、結晶性金属窒化物材料252のエピタキシャルに整列した結晶粒は、基板240の表面244上に残留することができる。さらに、図12の実線矢印で示されるように、アニーリングおよび再結晶化プロセスの際に分解し蒸発した窒素およびガリウムの原子およびラジカルは再結合し、基板240の表面244上に残留している結晶性金属窒化物材料252のエピタキシャルに整列した結晶粒の表面上に堆積させることができる。さらに、図12の位置258で起こっているのが示されているように、分解し蒸発した窒素およびガリウムの原子およびラジカルの一部は再結合して結晶性金属窒化物材料252の追加のエピタキシャルに整列した結晶粒の核を形成することができる。アニーリングおよび再結晶化プロセスが進み続けると、結晶性金属窒化物材料252のエピタキシャルに整列した結晶粒は、図7で示したように島状部260が形成されるまで成長し続ける。アニーリングおよび再結晶化プロセスの後、基板240の表面244上に残留する非晶質金属窒化物材料254図11は皆無かまたはそれに近くてよい。さらに、島状部260の大部分は基板240の表面244とエピタキシャルに整列していてよく、基板240の表面244と実質的にエピタキシャルに整列していない島状部260はほとんど存在しない可能性がある。以下でさらに詳細に論じるように、本発明のいくつかの実施形態によれば、図6の核形成層250を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスのパラメーター、および図7に示した核形成層250をアニールし再結晶化して島状部260を形成するのに用いられる熱処理プロセスのパラメーターは、図7に示すように、メサ形状の島状部とは対照的に、島状部260の実質的にすべてとまではいかなくても、島状部260の大部分が尖ったピーク形状の島状部260であるように選択することができる。図13は、1つのピーク形状の島状部260および2つのメサ形状の島状部260’を概略的に例示する。図13に示すように、ピーク形状の島状部は、基板240の表面244に対して0°より大きい鋭角例えば約40°から約85°で配向された斜め切子面262を有する。斜め切子面262は、ピーク形状の島状部260の頂部の比較的尖った点264へ延びそこに収束する。メサ形状の島状部260’はピーク形状の島状部260の斜め切子面262と類似した斜め切子面262’をもつが、メサ形状の島状部260’の斜め切子面262’は、基板240の平坦な平面状の成長表面244に対してほぼ平行に配向している平坦な平面状の表面266’へ延びそれと交差する。図6の核形成層250を結晶性島状部に転換させるのに用いられるアニーリングおよび再結晶化プロセスの際、ピーク形状の島状部260とメサ形状の島状部260’の両方を基板240の表面244上に形成さることができる。ピーク形状の島状部260の上に形成されるIII族窒化物材料の過成長層が、メサ形状の島状部260’の上に形成されるIII族窒化物材料の過成長層に対して比較的小さい貫通欠陥密度をもつことができるように、ピーク形状の島状部260の形成を引き起こすまたは促す、かつ/またはメサ形状の島状部260’の形成を抑制することが望ましくあり得る。図14は、ピーク形状の島状部260および図14に示すのと同様のメサ形状の島状部260’の拡大図である。核形成層250図2をアニーリングし再結晶させることによって島状部が形成されると、その島状部の少なくとも一部はその結晶構造中に欠陥を含むことになる。例えば、図14に示すように、貫通転位270は、基板240の表面244図2と島状部260、260’の接触面から、島状部260、260’と島状部260、260’の上に堆積された被覆されたoverlyingIII族窒化物材料の間の接触面を通って、被覆されたIII族窒化物材料の中へ延びることができる。図14に示すように、島状部260、260’の斜め切子面262、262’と交差する貫通転位270は、基板240の表面244図2に対してほぼ平行な側方への方向にベンドするまたは曲がり、その方向に延びる傾向を有する。これらのベンドしたもしくは曲がった貫通転位の少なくとも一部は互いに再結合する、または消滅する傾向を有しており、その結果、これらは、被覆されたIII族窒化物材料の露出主表面に対して垂直に上向きに延びることはない。しかし、ピーク形状の島状部260の点264またはメサ形状の島状部260’の平坦な平面状の表面と交差する貫通転位270は、被覆されたIII族窒化物材料の露出主表面の方へ垂直に上向きに延びる傾向を有する。そうした欠陥は望ましくなく、被覆されたIII族窒化物材料を用いて形成される能動的デバイスに悪影響を及ぼす恐れがある。メサ形状の島状部260’の平坦な平面状の表面264’の面積と、メサ形状の島状部260’と基板240の表面244図2の間の接触面の面積との比は、ピーク形状の島状部260の点264の面積と、ピーク形状の島状部260と基板240の表面244図2の間の接触面の面積との比より小さくてよい。そのため、平坦な平面状の表面264’へ延びる、したがって被覆されたIII族窒化物材料の露出主表面へ延びるメサ形状の島状部260’内での貫通転位270のパーセンテージは、点264へ延び、被覆されたIII族窒化物材料の露出主表面上へ延びるピーク形状の島状部260内での貫通転位270のパーセンテージより大きい可能性がある。言い換えれば、点264の最小面積に起因してピーク形状の島状部260内の貫通転位270はその点264より斜め切子面262と交差する可能性が高いので、ピーク形状の島状部260内の貫通転位270は、メサ形状の島状部262’内の貫通転位270と比較して、被覆されたIII族窒化物材料の露出主表面の方へ上向きに伝播する可能性は低い。結果として、少なくともいくつかの実施形態において、本発明の方法は、図13および図14に示したようなメサ形状の島状部260’とは対照的に、図6の核形成層250を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスのパラメーターおよび核形成層250をアニールし再結晶させるのに用いられる熱処理プロセスのパラメーターを選択し、調整して図7に示すようなピーク形状の島状部260を優先的に形成することを含むことができる。出願人らは、図6の核形成層250を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスの特定のパラメーターおよび核形成層250をアニールし再結晶させるのに用いられる熱処理プロセスのパラメーターがいかに、得られる核形成材料の島状部の高さ、密度および形状のそれぞれに影響を及ぼすかを検討した。図15はこの検討結果を示すチャートである。図15に示すように、図6の核形成層250を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスこれは図15で核形成プロセスと特定されるの際、メサ形状の島状部260’は約450°Cの堆積温度で形成される傾向があり、他方ピーク形状の島状部260は約570°Cの堆積温度で形成される傾向があることを発見した。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図6の核形成層250を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスは少なくとも約500°Cの温度で実施することができ、約500°Cから約700°C、約550°Cから約600°Cまたはさらには約560°Cから約580°C例えば約570°Cの温度で実施することができる。図6の核形成層250を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスの際、メサ形状の島状部260’は約54secの堆積すなわち、核形成時間で形成される傾向があり、他方ピーク形状の島状部260は約18secの堆積時間で形成される傾向があることも発見した。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図6の核形成層250を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスは約45sec未満の期間にわたって実施することができ、約5secから約45sec、約10secから約30secまたはさらには約15secから約25sec例えば約18secの期間にわたって実施することができる。やはり図15に示すように、図6の核形成層250から図7の島状部260を形成するのに用いられるアニーリングおよび再結晶化プロセスこのプロセスは図15においてアニーリングプロセスと特定されているの際、メサ形状の島状部260’は約950°Cのアニーリング温度で形成される傾向があり、他方ピーク形状の島状部260は約1050°Cのアニーリング温度で形成される傾向があることを発見した。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図7の島状部260を形成するのに用いられるアニーリングおよび再結晶化プロセスは少なくとも約1000°Cの温度で実施することができ、約1000°Cから約1300°C、約1025°Cから約1100°Cまたはさらには約1040°Cから約1070°C例えば約1050°Cの温度で実施することができる。図7の島状部260を形成するのに用いられるアニーリングおよび再結晶化プロセスの際、メサ形状の島状部260’は約1minのアニーリング期間で形成される傾向があり、他方ピーク形状の島状部260は約9minのアニーリング期間で形成される傾向があることも発見した。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図7の島状部260を形成するのに用いられるアニーリングおよび再結晶化プロセスを、約3min超の期間にわたって実施することができ、約3minから約10min、約5minから約10minまたはさらには約7minから約10min例えば約9minの期間にわたって実施することができる。上記で論じたプロセスパラメーターのそれぞれの得られる島状部260の高さおよび得られる島状部260の密度に対する影響も図15のチャートに示す。図15から、ピーク形状の島状部260の形成のために望ましい、より高い核形成温度およびより短い核形成時間は、より低い平均高さおよび比較的高い密度を有する島状部260をもたらすことができるようであり、以下で論じるように、これもやはり島状部260から最終的に形成される核形成テンプレート層の特性の改善のために好ましいものであってよい。再度図7を参照すると、貫通欠陥270が、金属窒化物核形成材料のピーク形状の島状部260の中に示されている。上述したようなピーク形状の島状部260が形成された後、図8に示すように、ピーク形状の島状部260は成長し合体して金属窒化物核形成テンプレート層280を形成することができる。島状部260は、上述したようなHPVEシステム100においてHPVE堆積プロセスを用いて成長させることができる。島状部260は、金属窒化物核形成テンプレート層280が少なくとも実質的に連続的であるように、少なくとも島状部260のベースが互いに収束してしまうまで成長させることができる。核形成テンプレート層280はピーク282を含むことができ、そのそれぞれは、それまでに形成された図7の島状部260の1つと対応することができる。金属窒化物核形成テンプレート層280は、表面244が核形成テンプレート層280のピーク282の間に曝露されないように、基板240の表面244を少なくとも実質的に覆うことができる。島状部260の実質的にすべてが下にある基板240の表面244と少なくとも実質的にエピタキシャルに整列し、島状部260が互いに成長し収束することができると、島状部260のそれぞれの結晶格子は実質的に互いに調和し整列してよく、したがって核形成テンプレート層280は単結晶材料を実質的に含み、したがって合体する島状部260間の合流接触面で比較的少ない欠陥しか形成されないようになる。図13および図14に示すような合体するメサ形状の島状部260’間の合流接触面に対して、図6に示すような比較的少ない欠陥が、合体するピーク形状の島状部260間の合流接触面で形成されると考えられる。さらに、いくつかの実施形態では、金属窒化物核形成テンプレート層280は、ウルツ鉱型核形成材料を少なくとも実質的に含むことができる。非限定的な例によれば、反応チャンバー102内において島状部260を、例えば約900°Cから約1100°C例えば約1000°Cの温度および約50Torrから約760Torr1気圧例えば約200Torrの圧力で、HPVEプロセスで成長し合体させることができる。島状部260を成長させて図8に示した金属窒化物核形成テンプレート層280を形成させた後、核形成テンプレート層280を熱処理して、核形成テンプレート層280をアニーリングプロセスにかけて、核形成テンプレート層280の結晶格子の特性を改善し、核形成テンプレート層280中の欠陥数を減少させることができる。核形成テンプレート層280を、基板240の上にIII族窒化物半導体材料を形成するのに用いられる全HVPEプロセスの一体部分として、核形成テンプレート層280の形成に続いて、上記で論じた先行処理ステップが実施されたのと同じ反応チャンバー102中でアニーリングプロセスにかけることができる。非限定的な例によれば、核形成テンプレート層280に施されるアニーリングプロセスは、核形成テンプレート層280を、約900°Cから約1100°C例えば約1000°Cの1つまたは複数の温度、および約50Torrから約760Torr1気圧例えば約150Torrの圧力に約5分間5minから約15分間15min例えば約10minの期間にわたってかけることを含むことができる。さらに、核形成テンプレート層280のアニーリングの際に、反応チャンバー102を通して、アンモニアNH3などのV族前駆体ガスが反応チャンバー102を通してIII族前駆体ガスが流れることは全くなく流れるようにすることができる。出願人らは、図7の島状部260から図8の核形成テンプレート層280を形成するのに用いられるHVPE堆積プロセスの特定のパラメーターおよび核形成テンプレート層280をアニールするのに用いられる熱処理プロセスのパラメーターが、核形成テンプレート層280の露出主表面284の表面粗度、核形成テンプレート層280中の欠陥数および得られる核形成テンプレート層280の平均厚さのそれぞれにいかに影響を及ぼすかを検討した。これらの検討結果を図16のチャートに示す。図16に示すように、核形成テンプレート層280の生成の間の成長温度およびアニーリング温度を比較的高くすると、核形成テンプレート層280の露出主表面284のより低い二乗平均平方根RMS表面粗度がもたらされることが発見された。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図8の核形成テンプレート層280を形成するのに用いられるHVPE堆積およびアニーリングプロセスは少なくとも約950°Cの温度で実施することができ、約950°Cから約1100°C、約975°Cから約1050°Cまたはさらには約985°Cから約1015°C例えば約1000°Cの温度で実施することができる。核形成テンプレート層280の生成の間の反応チャンバー102を通るV族前駆体ガス例えばアンモニアNH3の流れを比較的多くすると、核形成テンプレート層280の露出主表面284のより低いRMS表面粗度がもたらされることが発見された。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図8の核形成テンプレート層280を形成するのに用いられるHVPE堆積およびアニーリングプロセスは、V族前駆体ガス例えばアンモニアNH3を、反応チャンバー102を通して少なくとも約10slmの流量で流しながら実施することができる。例えば、V族前駆体ガスの流量は約10slmから約30slm、約15slmから約25slmまたはさらには約18slmから約22slm例えば約20slmであってよい。さらに、本発明のいくつかの実施形態によれば、核形成テンプレート層280の露出主表面284のRMS表面粗度は約5.0nm以下またはさらには約2.0nm以下であってよい。X線回折XRDを、本明細書で説明するようにして加工した種々のサンプルの核形成テンプレート層280について実施した。具体的には、105反射を測定し、得られたピークの半値全幅FWHM値を測定した。より小さいFWHM値はより引き締まったピークを示しており、したがって結晶格子におけるそれぞれの格子パラメーターの変動がより小さいと反射をもたらし、これは結晶格子における、より少ない欠陥を示す。図16に示すように、図8の核形成テンプレート層280を形成するのに用いられるHVPE堆積およびアニーリングプロセスの間の温度がより高く、圧力がより低いと、より小さいFWHM値がもたらされ、したがって核形成テンプレート層280の結晶格子における結晶化度が改善されかつ/または欠陥がより少ない結果となる場合があることを発見した。したがって本明細書で上記に示した温度範囲に加えて、図8の核形成テンプレート層280を形成するのに用いられるHVPE堆積およびアニーリングプロセスは、約235Torr以下の圧力で実施することができ、約50Torrから約235Torr、約120Torrから約170Torrまたはさらには約140Torrから約160Torr例えば、約150Torrでの圧力で実施することができる。図16のXRDデータをさらに参照して、核形成テンプレート層280の生成の間の反応チャンバー102を通る水素パージガスH2の流れを比較的少なくすると、核形成テンプレート層280の結晶格子において改善された結晶化度および/またはより少ない欠陥がもたらされることが発見された。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、図8の核形成テンプレート層280を形成するのに用いられるHVPE堆積およびアニーリングプロセスは、反応チャンバー102を通して水素パージガスH2を約15slm以下の流量で流しながら実施することができる。例えば、水素パージガスの流量は、約2slmから約15slm、約4slmから約12slmまたはさらには約6slmから約10slm例えば約8slmであってよい。引き続き図16を参照して、核形成テンプレート層280の結晶格子において改善された結晶化度および/またはより少ない欠陥をもたらすと考えられる、上述した水素パージガスH2の比較的少ない流量および比較的低い圧力は、得られる核形成テンプレート層280の平均合計厚さの増大ももたらすことをさらに発見した。これは、少なくとも部分的に、反応チャンバー102中の水素ラジカル濃度の低下、およびより低い圧力に起因した反応チャンバー102中で起こる気相反応の低下による核形成テンプレート層280のエッチングの低下の結果であると考えられる。図17はHVPE堆積プロセスの非限定的な例を概略的に表すグラフである。このプロセスは、図1Aおよび図1Bの堆積システム100を用いて、図6に示すように核形成層250を堆積させ、図7に示すように核形成層250を結晶化させて核形成材料の島状部260を形成させ、図8に示すように島状部を成長させ合体させて結晶性核形成テンプレート層280を形成するのに用いることができる。図17に示す堆積プロセスを一例として示すが、本発明の方法の実施形態を実施するために他のHVPE堆積プロセスおよびシステムを用いることもできる。図17を参照して、堆積プロセスの例は、反応チャンバー102中の温度Tを時間tの関数としてプロットすることによって表される。グラフに示すように、この堆積プロセスはS1~S13と順次表示された1310の段階を含む。13の段階S1~S13のそれぞれを通した堆積プロセスの非限定的なプロセスパラメーターの例を以下の表1に示す。図17および表1に示すように、段階S1はその間に、反応チャンバー102を通してパージガスを流しながら、被加工物基板106を400°Cの温度T1に加熱し、その温度および200Torrの圧力で安定化させる安定化段階である。パージガスは、15標準リットル/分slmの流量のN2および2slmの流量のH2を含む。ランプ段階S2は時間t2に開始され、4.5minの期間にわたる。ランプ段階S2の間、反応チャンバー102は、実質的に一定のランプ速度で温度T1から1100°Cの温度T2まで一様に連続的に加熱される。ランプ段階S2の間、反応チャンバー102内の圧力は200Torrに保持される。ランプ段階S2の間、5slmの流量のN2および22slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通過する。ベーク段階S3は時間t2に開始され、10minの期間にわたる。ベーク段階は、その上への堆積の前に成長基板の上部成長表面を清浄にし修復するのに用いられる。ベーク段階S3の間、反応チャンバー102は1100°Cの温度T2および200Torrの圧力に保持される。ベーク段階S3の間、5slmの流量のN2および22slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通過する。ランプ段階S4は時間t3に開始され、4minの期間にわたる。ランプ段階S4の間、反応チャンバー102は、実質的に一定のランプ速度で温度T2から570°Cの温度T3まで一様に連続的に冷却される。ランプ段階S4の間、反応チャンバー102内の圧力は200Torrに保持される。ランプ段階S4の間、5slmの流量のN2および22slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通過する。安定化段階S5は時間t4に開始され、3minの期間にわたる。安定化段階S5の間、反応チャンバー内の温度は570°Cで保持され、反応チャンバー102内の圧力は200Torrに保持され、5slmの流量のN2および18slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通って流れる。核形成段階S6は時間t5に開始され、60secの期間にわたる。図5および図6を参照して上述したように、核形成段階S6は核形成層250を成長基板240上に堆積させるのに用いられる。核形成段階S6の間、反応チャンバー102内の温度は570°Cに保持され、反応チャンバー102内の圧力は200Torrに保持される。核形成段階S6の間、6slmの流量のN2および18slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通って流れる。NH3を含むV族供給源ガスが反応チャンバー102を通って2slmの流量で流れ、GaCl3を含むIII族前駆体ガスが51標準立方センチメートル/分sccmの流量で反応チャンバーに流入する。ランプ段階S7は時間t6に開始され、4minの期間にわたる。ランプ段階S7の間、反応チャンバー102は、実質的に一定のランプ速度で温度T3から1050°Cの温度T4まで一様に連続的に加熱される。ランプ段階S7の間、反応チャンバー102内の圧力は200Torrに保持される。ランプ段階S7の間、2slmの流量のN2および21slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通過する。ランプ段階S7の間、NH3を含むV族供給源ガスが6slmの流量で反応チャンバー102を通って流れる。結晶化段階S8は時間t7に開始され、3.5minの期間にわたる。図6および図7を参照して上述したように、結晶化段階S8は、成長基板240上で核形成層250をアニールし、結晶化させて核形成材料の島状部260を形成するのに用いられる。結晶化段階S8の間、反応チャンバー102内の温度は1050°Cに保持され、反応チャンバー102内の圧力は200Torrに保持される。核形成段階S6の間、2slmの流量のN2および21slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通って流れる。結晶化段階S8の間、NH3を含むV族供給源ガスが反応チャンバー102を通って6slmの流量で流れる。ランプ段階S9は時間t8に開始され、20secの期間にわたる。ランプ段階S9の間、反応チャンバー102は、実質的に一定のランプ速度で温度T4から1000°Cの温度T5まで一様に連続的に冷却される。ランプ段階S9の間、反応チャンバー102内の圧力は200Torrから150Torrまで低下する。ランプ段階S9の間、2slmの流量のN2および21slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通過する。ランプ段階S7の間、NH3を含むV族供給源ガスが反応チャンバー102を通って6slmの流量で流れる。合体段階S10は時間t9に開始され、10minの期間にわたる。図7および図8を参照して上述したように、合体段階S10は、核形成材料の島状部260を成長させ合体させて核形成テンプレート層280を形成するのに用いられる。合体段階S10の間、反応チャンバー102内の温度は1000°Cに保持され、反応チャンバー102内の圧力は150Torrに保持される。アニーリング段階S10の間、12slmの流量のN2および4slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通って流れる。NH3を含むV族供給源ガスが反応チャンバー102を通って20slmの流量で流れ、GaCl3を含むIII族前駆体ガスが51標準立方センチメートル/分sccmの流量で反応チャンバーに流入する。アニーリング段階S11は時間t10に開始され、10minの期間にわたる。図8を参照して上述したように、アニーリング段階S11は、核形成テンプレート層280をアニールするのに用いられる。アニーリング段階S11の間、反応チャンバー102内の温度は1000°Cに保持され、反応チャンバー102内の圧力は150Torrに保持される。アニーリング段階S11の間、12slmの流量のN2および4slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通って流れる。アニーリング段階S11の間、NH3を含むV族供給源ガスが反応チャンバー102を通って20slmの流量で流れる。ランプ段階S12は時間t11に開始され、4.5minの期間にわたる。ランプ段階S12の間、反応チャンバー102は、実質的に一定のランプ速度で温度T5から400°Cの温度T6まで一様に連続的に冷却される。ランプ段階S12の間、反応チャンバー102内の圧力は500Torrに保持される。ランプ段階S12の間、2slmの流量のN2および21slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通過する。ランプ段階S12の間、NH3を含むV族供給源ガスが反応チャンバー102を通って12slmの流量で流れる。安定化段階S13は時間t12に開始され、2minの期間にわたる。安定化段階S5の間、反応チャンバー内の温度は400°Cに保持され、反応チャンバー102内の圧力は500Torrに保持され、2slmの流量のN2および21slmの流量のH2を含むパージガスが反応チャンバー102を通って流れる。安定化段階S13の間、NH3を含むV族供給源ガスが反応チャンバー102を通って12slmの流量で流れる。図8を再度参照して、核形成テンプレート層280を用いて、堆積されたバルクIII族窒化物半導体材料中の欠陥密度を望ましい濃度で保持しながら、基板240上へのバルクIII族窒化物半導体材料の望ましい平均合計厚さまでの堆積ができるようにする。基板240の材料242の結晶格子構造と、基板240の上に堆積されることになるバルクIII族窒化物半導体材料の結晶格子構造との差この差は当技術分野ではしばしば結晶格子不整合と称されるのため、バルクIII族窒化物半導体材料が基板240の露出主表面244上に直接堆積された場合、バルクIII族窒化物半導体材料の結晶構造は比較的高い望ましくない濃度の転位などの欠陥を含む可能性がある。したがって、基板240と被覆されたバルクIII族窒化物半導体材料の間の結晶格子不整合の影響を抑えるために、核形成テンプレート層280を基板240とバルクIII族窒化物半導体材料の間に提供する。言い換えれば、核形成テンプレート層280を、基板240とその上に堆積されるバルクIII族窒化物半導体材料との間の結晶格子不整合を和らげるために使用することができる。そうした核形成テンプレート層280は当技術分野で緩衝層とも称される。さらに、核形成テンプレート層280を、その上にバルクIII族窒化物半導体材料の成長の核とするための種層として使用することができ、そうした核形成テンプレート層280は当技術分野でシード層とも称される。図5~図8を参照して本明細書で上述したように、核形成層250を堆積させ、核形成層250を結晶化して核形成材料の島状部260を形成させ、島状部260を成長させ合体させて結晶性核形成テンプレート層280を形成させた後、図9および図10を参照して以下で説明するように、III族窒化物半導体材料の1つまたは複数の過成長層を結晶性核形成テンプレート層280上に成長させることができる。図9を参照して、核形成テンプレート層280を形成させた後、HVPEプロセスを用いて、III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層を、核形成テンプレート層280の露出主表面284上およびその上の方に核形成させ堆積させることができる。図9の簡略化した図面において、核形成テンプレート層280とIII族窒化物半導体材料290の第1の過成長層の間に離散的境界が見えるが、いくつかの実施形態では、核形成テンプレート層280およびIII族窒化物半導体材料290の過成長層は少なくとも実質的に同じ組成を有することができ、核形成テンプレート層280とIII族窒化物半導体材料290の過成長層の間の任意の離散的境界を見えるようにするまたは特定することは困難であるもしくは不可能である場合があることに留意すべきである。III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層は、側方成長層を含むことができる。言い換えれば、III族窒化物半導体材料290の層を成長させるために用いられるHVPE堆積プロセスを、垂直方向すなわち、基板240の成長表面244に対して垂直の成長より速く、側方への方向すなわち、基板240の成長表面244に対して平行にに成長を引き起こすように調整することができる。そうした側方成長は、上部表面244と平行に配向された任意の表面とは対照的に成長基板240の上部表面244に対して鋭角で配向されているピーク282の斜め切子面262への材料の付加に有利に働く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。III族窒化物半導体材料290の過成長層の側方成長は、核形成テンプレート層280のピーク282の斜め切子面262から、成長するIII族窒化物半導体材料が合体して図9に示すIII族窒化物半導体材料290の第1の過成長層が形成されるまで続行させることができる。図9に示すように、III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層は実質的に平面状の上部表面292を有してよい。一般に、III族窒化物材料の側方成長と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族前駆体とIII族前駆体の比、キャリアガス種の組成および反応チャンバー内の圧力の影響を受ける可能性がある。例えば、側方成長は、高い堆積温度、高いV族とIII族前駆体の比、より高いN2とH2の比および低い堆積圧力、例えば約760Torr1気圧以下の圧力の少なくとも1つによって増進されることができる。斜め切子面262からのIII族窒化物材料の側方成長は、核形成テンプレート層280から始まるIII族窒化物材料内の貫通転位270を引き起こして、側方への方向へベンドするまたは曲がる可能性がある。本明細書で上述したように、III族窒化物材料が核形成テンプレート層280のピーク282間で合体するにつれて、1つまたは複数の貫通転位270が互いに出会った場合、それらの貫通転位270は互いに一緒になって消滅し、III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層内での貫通転位270の濃度の低下をもたらすことができる。互いに一緒になって消滅し、それによって、これらがIII族窒化物半導体材料290の第1の過成長層の露出主表面292へ伝播することがない、いくつかの貫通転位270を図9に例示する。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層の露出主表面292での貫通転位密度は、約5×109cm-2未満、約5×108cm-2未満またはさらには約1×107cm-2未満であってよい。図10を参照して、III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層を形成させた後図9に示すように、反応チャンバー102におけるHVPE成長条件を垂直方向への成長に好都合なように変更することができ、バルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層をIII族窒化物半導体材料290の第1の過成長層の上に成長させることができる。図10の簡略化した図面では、III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層とバルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層との間に離散的境界が見えるが、いくつかの実施形態では、これらの材料層は少なくとも実質的に同じ組成をもつことができ、その間の任意の離散的境界を見えるようにするまたは特定することは困難であるもしくは不可能である場合があることに留意すべきである。図10に示すように、III族窒化物半導体材料290の第1の過成長層の表面292での貫通転位は、バルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層の露出主表面298へ垂直方向に伝播することができる。非限定的な例によれば、バルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層は、少なくとも約5ミクロン5μm、少なくとも約7ミクロン7μm、少なくとも約10ミクロン10μm、少なくとも約20ミクロン20μmまたはさらには少なくとも約30ミクロン30μmの平均合計厚さT2まで堆積させることができる。本発明の実施形態に従って加工された核形成テンプレート層280およびIII族窒化物半導体材料290の第1の過成長層の存在は、その露出主表面298でのバルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層における転位密度を約5×109cm-2未満、約5×108cm-2未満またはさらには約1×107cm-2未満に保持しながら、バルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層がそうした平均合計厚さT2まで堆積されるようにすることを可能にすることができる。さらに、本発明の方法の実施形態は、バルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層を、バルクIII族窒化物半導体材料296の第2の過成長層において構造的クラッキングを実質的に含まず層間剥離領域を含まないで、本明細書で説明するように加工を可能にすることができる。本明細書で説明するように、本発明の少なくともいくつかの実施形態は、従来の公知の方法と比較してより厚くかつより小さい欠陥密度を有するサファイアなどの非天然基板上へのIII族窒化物半導体材料例えばGaNの直接の加工を可能にすることができる。本発明の追加的な非限定的実施形態例を以下で説明する。実施形態1:金属三塩化物前駆体および金属四塩化物前駆体の少なくとも1つを用いてIII族窒化物半導体材料を基板上に堆積させる方法であって、核形成HVPEプロセス段階において、III族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させて少なくともいくつかのウルツ鉱型微結晶およびいくつかの非晶質III族窒化物半導体材料を含むナノ構造を有する核形成層を形成するステップと;核形成層をアニーリングして少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の結晶性島状部を基板の表面上に形成するステップと;合体HVPEプロセス段階において、少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の島状部を成長させ合体させて基板の表面を少なくとも実質的に覆う少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の核形成テンプレート層を形成するステップと;追加のHVPEプロセス段階において、少なくとも実質的にウルツ鉱型の核形成材料の核形成テンプレート層の上に追加のIII族窒化物半導体材料を堆積させるステップとを含む方法。実施形態2:エピタキシャル核形成材料の結晶性島状部を、ピーク形状をもつように基板の表面上に形成するステップをさらに含む実施形態1の方法。実施形態3:核形成層をアニーリングしてエピタキシャル核形成材料の結晶性島状部を基板の表面上に形成するステップは、核形成層を約900°Cから約1300°Cの温度でアニーリングするステップを含む実施形態1または実施形態2の方法。実施形態4:核形成層を約900°Cから約1300°Cの温度でアニーリングするステップは、核形成層を約1025°Cから約1100°Cの温度でアニーリングするステップを含む実施形態3の方法。実施形態5:核形成層を約1025°Cから約1100°Cの温度でアニーリングするステップは、核形成層を約1040°Cから約1070°Cの温度でアニーリングするステップを含む実施形態4の方法。実施形態6:核形成層を約1040°Cから約1070°Cの温度でアニーリングするステップは、核形成層を約1050°Cの温度でアニーリングするステップを含む実施形態5の方法。実施形態7:核形成層をアニーリングしてエピタキシャル核形成材料の結晶性島状部を基板の表面上に形成するステップは、核形成層を約50Torrから約760Torr1気圧の圧力でアニーリングするステップを含む実施形態1から6のいずれか1つの方法。実施形態8:核形成層を約50Torrから約760Torr1気圧の圧力でアニーリングするステップは、核形成層を約200Torrの圧力でアニーリングするステップを含む実施形態7の方法。実施形態9:核形成HVPEプロセス段階において、約400°Cから約700°Cの温度でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップをさらに含む実施形態1から7のいずれか1つの方法。実施形態10:核形成HVPEプロセス段階において、約400°Cから約700°Cの温度でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップは、核形成HVPEプロセス段階において、約570°Cの温度でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップを含む実施形態9の方法。実施形態11:核形成HVPEプロセス段階において、約50Torrから約760Torr1気圧の圧力でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップをさらに含む実施形態1から10のいずれか1つの方法。実施形態12:核形成HVPEプロセス段階において、約50Torrから約760Torr1気圧の圧力でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップは、核形成HVPEプロセス段階において、約200Torrの圧力でIII族窒化物半導体材料の層を基板の表面上に堆積させるステップを含む実施形態11の方法。実施形態13:合体HVPEプロセス段階において、約900°Cから約1100°Cの温度でエピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含む実施形態1から12のいずれか1つの方法。実施形態14:合体HVPEプロセス段階において、約975°Cから約1050°Cの温度でエピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含む実施形態13の方法。実施形態15:合体HVPEプロセス段階において、約985°Cから約1015°Cの温度でエピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含む実施形態14の方法。実施形態16:合体HVPEプロセス段階において、約100Torrから約760Torr1気圧の圧力でエピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含む実施形態1から15のいずれか1つの方法。実施形態17:合体HVPEプロセス段階において、約200Torrの圧力でエピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させるステップをさらに含む実施形態16の方法。実施形態18:エピタキシャル核形成材料の島状部を成長させ合体させた後、エピタキシャル核形成材料の核形成テンプレート層をアニーリングするステップをさらに含む実施形態1から17のいずれか1つの方法。実施形態19:III族窒化物半導体材料を、窒化ガリウムを含むように選択するステップをさらに含む実施形態1から18のいずれか1つの方法。実施形態20:基板を、サファイアを含むように選択するステップをさらに含む実施形態1から19のいずれか1つの方法。実施形態21:実施形態1から20のいずれか1つに記載の方法に従って形成されたIII族窒化物核形成材料の核形成テンプレート層を含む構造物。実施形態22:そのIII族窒化物半導体材料の核形成テンプレート層の上にバルクIII族窒化物半導体材料をさらに含む実施形態21の構造物。実施形態23:そのバルクIII族窒化物半導体材料は、構造的なクラッキングを少なくとも実質的に含まない実施形態22の構造物。実施形態24:そのバルクIII族窒化物半導体材料は、層間剥離領域を少なくとも実質的に含まない実施形態22または実施形態23の構造物。実施形態25:実施形態1から20のいずれか1つに挙げた方法で形成される中間構造物。