PVT物理气相传输法

这是目前最为普遍的制备碳化硅单晶方式，大部分正在大规模出货SiC衬底的厂商都采用了PVT法来进行晶体生长。首先是晶体生长的原料合成，这个过程是将高纯硅粉和高纯碳粉按一定配方混合，在2000℃以上的高温条件下，在反应腔室内通过特定反应工艺，去除反应环境中残余的、反应微粉表面吸附的痕量杂质，使硅粉和碳粉按照既定化学计量比反应合成特定晶型和颗粒度的碳化硅颗粒。再经过破碎、筛分、清洗等工序，制得满足晶体生长要求的高纯度碳化硅粉原料。每一批进行取样测试纯度、颗粒度等。

下一步是碳化硅单晶生长，目前的PVT法主要是在接近真空的密闭生长室腔内，通过感应加热的方式将碳化硅粉料加热到2300摄氏度以上，使其升华产生Si、Si2C、SiC2等多种气相组分的反应气体，并在生长腔室顶部的碳化硅籽晶表面形成原子沉积，逐渐生长为碳化硅单晶。

当然在这个过程中，有很多参数需要进行稳定控制，作为一个系统，不同参数的细微变动，比如控制生长温度、温度梯度、生长面、料面间距和生长压力等，都可能会导致最终生长出的晶体晶型改变，或是结晶缺陷。至于如何控制生长室腔内热场和温度梯度等参数，就是各家衬底厂商的KnowHow了，这也是很多衬底厂商具备自研单晶炉能力的原因。

不过PVT法生长SiC单晶的速度太慢了，一般生长出20mm厚的晶体需要7天时间，而生产1~3米长的硅晶棒只需要一天时间。

HTCVD高温化学气相沉积法

HTCVD法实际上与PVT法类似，是在CVD化学气相沉积法的基础下进行改进。这种碳化硅单晶生长方法是利用硅烷（SiH4）和碳氢化合物（比如C2H4、C3H8）气体为晶体生长提供Si和C，在石墨坩埚中，气体从底部进入坩埚，在2100~2300℃的加热区中反应生成Si和SiC，这些反应生成的气体在坩埚上方旋转的籽晶上生成碳化硅晶体。

HTCVD法的碳化硅晶体生长速度相对PVT而言较快，可以达到每小时0.3mm~0.6mm。在2020年超芯星就宣布国内首台HTCVD碳化硅单晶生长设备研制成功，未来也有机会成为大尺寸碳化硅晶体的重要生长方法之一。