本申请涉及半导体元件加工领域，特别是涉及一种在硅衬底上生长碳化硅外延层的生长方法、基于该方法得到的硅基碳化硅外延片，以及基于该硅基碳化硅外延片制备的半导体器件。
背景技术：
1、作为一种宽禁带半导体，3c-sic因其卓越的电气和化学性能而受到了许多在苛刻环境中应用的关注。此外，在si衬底上异质外延生长的3c-sic是生产如微电子和化学传感器等设备的有用技术。它还可以结合当前成熟的硅设备制造技术。然而，由于大的晶格不匹配和热膨胀系数的显著差异，难以在硅衬底上获得高质量的碳化硅外延层。解决这个问题的常用方法是引入碳化硅缓冲层。这个缓冲层作为硅基板和碳化硅外延层之间的过渡层，减少缺陷并提高材料的整体性能。
2、目前，碳化硅缓冲层的生长涉及在较低温度下引入丙烷并在氢气流中，随后添加硅烷来生长厚的3c-sic层。这种多步骤方法已被广泛研究。然而，3c-sic层的生长仍然受到大量缺陷的困扰，特别是在界面下方的空洞。这些空洞归因于在初始碳化阶段硅基板中的硅原子的扩散。
3、碳化硅缓冲层中空洞的存在是当前技术中的一个重大问题。这些空洞影响了碳化硅外延层的质量和完整性，导致性能和可靠性下降。从硅衬底扩散出来的硅原子参与反应并创建缓冲层是形成这些空洞的主要原因。
技术实现思路
1、本申请所需要解决的技术问题是，如何抑制硅衬底上生长碳化硅外延层时空洞的出现。
2、为了解决上述问题，本申请公开了一种硅衬底的碳化硅外延层的生长方法、以及基于该生长方法得到的硅基碳化硅外延片。所述外延生长方法采用两步碳化方法，引入含硅物质以抑制空洞产生，有效提升碳化硅外延层的质量。
3、本申请一方面提供一种碳化硅衬底的生长方法。所述生长方法可以包括：提供硅衬底，所述硅衬底的生长表面经过刻蚀；在所述生长表面依次生长第一碳化层和第二碳化层；其中，用于提供硅元素的含硅物质参与所述第二碳化层的生长；在所述第二碳化层之上生长缓冲层；在所述缓冲层之上生长所述碳化硅外延层。
4、在一些可行的实施方式中，所述刻蚀所使用的刻蚀气体为氢气，流量为80-100slm，刻蚀温度为1280℃-1350℃。
5、在一些可行的实施方式中，所述第一碳化层的生长过程中，碳氢比为0.5-1.5%。
6、在一些可行的实施方式中，所述第一碳化层的厚度不超过20nm。
7、在一些可行的实施方式中，所述含硅物质同时提供氯元素。
8、在一些可行的实施方式中，所述含硅物质包括sihcl3，sih2cl2，sih3cl，sicl4，sih4与hcl中的一种或多种。
9、在一些可行的实施方式中，所述第二碳化层的生长过程中，碳硅比为0.05-0.4，含硅物质的流量为0.5-1.5sccm。
10、在一些可行的实施方式中，所述第一碳化层的生长时间小于所述第二碳化层的生长时间。
11、在一些可行的实施方式中，所述缓冲层的生长过程中，氯硅比为4-6。
12、本申请另一方面提供一种硅基碳化硅外延片。所述碳化硅基碳化硅外延片可以基于上述硅衬底的碳化硅外延层的生长方法制备。
13、本申请另一方面提供一种半导体器件。所述半导体器件基于如上所述的硅基碳化硅外延片制备。
14、本申请所公开的碳化硅外延片，通过两步碳化的生长方法能够起到减少碳化硅/硅界面空洞的产生，提升产品质量和产品良率。
1.一种硅衬底的碳化硅外延层的生长方法，其特征在于，所述生长方法包括：
2.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述刻蚀所使用的刻蚀气体为氢气，流量为80-100slm，刻蚀温度为1280℃-1350℃。
3.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述第一碳化层的生长过程中，碳氢比为0.5-1.5%。
4.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述第一碳化层的厚度不超过20nm。
5.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述含硅物质同时提供氯元素。
6.根据权利要求5所述的生长方法，其特征在于，所述含硅物质包括sihcl3，sih2cl2，sih3cl，sicl4，sih4与hcl中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述第二碳化层的生长过程中，碳硅比为0.05-0.4，含硅物质的流量为0.5-1.5sccm。
8.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述第一碳化层的生长时间小于所述第二碳化层的生长时间。
9.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述缓冲层的生长过程中，氯硅比为4-6。
10.一种硅基碳化硅外延片，所述硅基碳化硅外延片基于如权利要求1-9中任一项所述的生长方法制备。
11.一种半导体器件，所述半导体器件基于如权利要求10所述的硅基碳化硅外延片制备。