碳化硅单晶制备技术包括PVT法（物理气相传输法）、溶液法和高温气相化学沉积法等，目前商用碳化硅单晶生长均采用PVT法。PVT法制备碳化硅单晶的难度在于：

①碳化硅单晶生长设备设计与制造技术。碳化硅长晶炉是晶体制备的载体，也是晶体生长核心技术中的热场和工艺的重要组成部分。针对不同尺寸、不同导电性能的碳化硅单晶衬底，碳化硅长晶炉需要实现高真空度、低真空漏率等各项性能指标，为高质量晶体生长提供适合的热场实现条件。

②碳化硅粉料合成过程中的环境杂质多，难以获得高纯度的粉料；作为反应源的硅粉和碳粉反应不完全易造成Si/C比失衡；碳化硅粉料合成后的晶型和颗粒粒度难控制。

③碳化硅单晶在2300°C以上高温的密闭石墨腔室内完成“固-气-固”的转化重结晶过程，生长周期长、控制难度大，易产生微管、包裹物等缺陷。

④碳化硅单晶包括200多种不同晶型，但生产一般仅需一种晶型，生长过程中易产生晶型转变造成多型夹杂缺陷，制备过程中单一特定晶型难以稳定控制，例如目前主流的4H型。

⑤碳化硅单晶生长热场存在温度梯度，导致晶体生长过程中存在原生内应力及由此诱生的位错、层错等缺陷。

⑥碳化硅单晶生长过程中需要严格控制外部杂质的引入，从而获得极高纯度的半绝缘晶体或定向掺杂的导电型晶体。对于射频器件使用的半绝缘碳化硅衬底，电学性能需要通过控制晶体中极低的杂质浓度及特定种类的点缺陷来实现。

⑦碳化硅衬底作为莫氏硬度9.2的高硬度脆性材料，加工过程中存在易开裂问题，加工完成后的衬底易存在翘曲等质量问题；为了达到下游外延开盒即用的质量水平，需要对碳化硅衬底表面进行超精密加工，以降低表面粗糙度、表面平整度并达到严苛的金属、颗粒控制要求。

碳化硅单晶制备技术的高难度特性无疑会限制了产品良率，增加了生产成本，进而影响了其最终价格，这也是为什么碳化硅器件价格高居不下的主要原因。