碳化硅單晶制備技術(shù)包括PVT法（物理氣相傳輸法）、溶液法和高溫氣相化學(xué)沉積法等，目前商用碳化硅單晶生長均采用PVT法。PVT法制備碳化硅單晶的難度在于：

①碳化硅單晶生長設(shè)備設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。碳化硅長晶爐是晶體制備的載體，也是晶體生長核心技術(shù)中的熱場和工藝的重要組成部分。針對不同尺寸、不同導(dǎo)電性能的碳化硅單晶襯底，碳化硅長晶爐需要實(shí)現(xiàn)高真空度、低真空漏率等各項(xiàng)性能指標(biāo)，為高質(zhì)量晶體生長提供適合的熱場實(shí)現(xiàn)條件。

②碳化硅粉料合成過程中的環(huán)境雜質(zhì)多，難以獲得高純度的粉料；作為反應(yīng)源的硅粉和碳粉反應(yīng)不完全易造成Si/C比失衡；碳化硅粉料合成后的晶型和顆粒粒度難控制。

③碳化硅單晶在2300°C以上高溫的密閉石墨腔室內(nèi)完成“固-氣-固”的轉(zhuǎn)化重結(jié)晶過程，生長周期長、控制難度大，易產(chǎn)生微管、包裹物等缺陷。

④碳化硅單晶包括200多種不同晶型，但生產(chǎn)一般僅需一種晶型，生長過程中易產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)變造成多型夾雜缺陷，制備過程中單一特定晶型難以穩(wěn)定控制，例如目前主流的4H型。

⑤碳化硅單晶生長熱場存在溫度梯度，導(dǎo)致晶體生長過程中存在原生內(nèi)應(yīng)力及由此誘生的位錯(cuò)、層錯(cuò)等缺陷。

⑥碳化硅單晶生長過程中需要嚴(yán)格控制外部雜質(zhì)的引入，從而獲得極高純度的半絕緣晶體或定向摻雜的導(dǎo)電型晶體。對于射頻器件使用的半絕緣碳化硅襯底，電學(xué)性能需要通過控制晶體中極低的雜質(zhì)濃度及特定種類的點(diǎn)缺陷來實(shí)現(xiàn)。

⑦碳化硅襯底作為莫氏硬度9.2的高硬度脆性材料，加工過程中存在易開裂問題，加工完成后的襯底易存在翹曲等質(zhì)量問題；為了達(dá)到下游外延開盒即用的質(zhì)量水平，需要對碳化硅襯底表面進(jìn)行超精密加工，以降低表面粗糙度、表面平整度并達(dá)到嚴(yán)苛的金屬、顆?？刂埔?。

碳化硅單晶制備技術(shù)的高難度特性無疑會(huì)限制了產(chǎn)品良率，增加了生產(chǎn)成本，進(jìn)而影響了其最終價(jià)格，這也是為什么碳化硅器件價(jià)格高居不下的主要原因。