碳化硅單晶制備技術包括PVT法（物理氣相傳輸法）、溶液法和高溫氣相化學沉積法等，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碳化硅單晶生長設備設計與制造技術。碳化硅長晶爐是晶體制備的載體，也是晶體生長核心技術中的熱場和工藝的重要組成部分。針對不同尺寸、不同導電性能的碳化硅單晶襯底，碳化硅長晶爐需要實現(xiàn)高真空度、低真空漏率等各項性能指標，為高質量晶體生長提供適合的熱場實現(xiàn)條件。

②碳化硅粉料合成過程中的環(huán)境雜質多，難以獲得高純度的粉料；作為反應源的硅粉和碳粉反應不完全易造成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”的轉化重結晶過程，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，導致晶體生長過程中存在原生內(nèi)應力及由此誘生的位錯、層錯等缺陷。

⑥碳化硅單晶生長過程中需要嚴格控制外部雜質的引入，從而獲得極高純度的半絕緣晶體或定向摻雜的導電型晶體。對于射頻器件使用的半絕緣碳化硅襯底，電學性能需要通過控制晶體中極低的雜質濃度及特定種類的點缺陷來實現(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量問題；為了達到下游外延開盒即用的質量水平，需要對碳化硅襯底表面進行超精密加工，以降低表面粗糙度、表面平整度并達到嚴苛的金屬、顆?？刂埔?。

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