SiC的本身特性决定了其单晶生长难度较大。由于在常压下没有Si:C=1:1的液相存在，不能采用目前半导体单晶硅的主流生长工艺即直拉法进行生长。经理论计算，只有当压强大于105 atm，温度高于3200℃的情况下，才可以得到化学计量比为Si:C=1:1的溶液。目前比较主流的方法有物理气相传输法（PVT法）、高温气相化学沉积法（HT-CVD法）以及液相法（LPE法）等，三种制备方法的对比如下图。其中PVT法对生长设备要求低，过程简单，可控性强，技术发展相对成熟，已经实现了产业化应用，也是目前最为主流的生长方法。
通过控制石墨坩埚外部保温条件可以实现对轴向与径向温场的调控。将SiC粉料置于温度较高的石墨坩埚底端，SiC籽晶固定在温度较低的石墨坩埚顶。一般控制粉料与籽晶之间的距离为数十毫米以避免生长的SiC晶体与粉料接触。
温度梯度通常在15-35℃/cm区间范围内。炉内会保留一定压强的惰性气体以便增加对流。通过不同的加热方法（感应加热或电阻加热）将SiC粉料加热到2000-2500℃，原粉料升华分解为Si、Si2C、SiC2等气相成分，随着气体对流被运输到籽晶端，并在籽晶上结晶出SiC晶体，实现单晶生长。其典型的生长速率为0.2-0.4mm/h。
目前国内PVT法已经发展成熟，能够实现每年几十万片的量产，其加工的尺寸已经实现6寸，目前正在向8寸发展，并且也有相关的公司实现了8寸衬底片的样品。但是PVT法仍然存在以下几个问题：
大尺寸SiC衬底制备技术仍不成熟。由于PVT法只能在纵向长厚，很难实现横向扩径。但是从原理上来看，电阻加热法更容易设计多段独立控制加热系统，满足大尺寸晶体生长需要，预计这也是未来的技术发展趋势。
目前PVT法生长的SiC衬底缺陷水平仍然偏高。位错会降低SiC器件的阻断电压，增大其漏电流，影响SiC器件的应用。
PVT法难以制备P型衬底。目前SiC器件主要是单极型器件。未来高压双极型器件将需要P型衬底。采用P型衬底可以实现生长N型外延，相比在N型衬底上生长P型外延具有更高的载流子迁移率，可以进一步提升SiC器件性能。
近年来，在增大晶体直径、消除外来多型夹杂物和微管密度几乎为零等方面取得了重大进展。然而，SiC晶体中仍存在位错密度高、残余应力大、碳包裹体等缺陷。在这些缺陷中，碳包裹体被认为是一个不可忽视的缺陷，因为它是晶体生长过程中微管和外来多型的重要来源。因此，碳包裹体的存在大大降低了SiC晶体的质量，限制了SiC基器件的优异性能。
科学家们对碳化硅晶体中的碳包裹体进行了多项研究，一般来说，碳化硅粉末的石墨化和生长前沿的富C组分是公认的碳包裹体的两个来源，即:
1、由于SiC粉料分解过程中的非一致升华，导致在气相组分中Si原子数远远大于C原子数，Si在气相中聚集，C在固相中聚集，到生长后期SiC粉料会严重碳化。一旦粉料中的碳颗粒克服自身重力扩散到SiC晶锭中就会形成碳包裹体。此外，在石墨坩埚内部的温度梯度中，始终是坩埚壁的温度最高，感应加热由于存在趋肤效应尤为明显，因此石墨坩埚壁边缘的SiC粉料会碳化得更加严重。
2、在富Si气氛条件下，多余的Si蒸汽与石墨坩埚壁发生反应形成一层薄薄的SiC层，薄SiC层很容易分解为碳颗粒和含Si组分。因此生长体系内部存在游离的固态碳，在温度梯度及气体浓度差作用推动下，进入SiC晶锭中形成碳包裹体。
针对以上两种碳包裹体的来源，研究人员提出了相应的解决方案，如下图所示。TaC熔点高达3880℃，具有高机械强度、硬度、抗热震性，高温下耐NH3、H2和Si蒸汽等化学腐蚀，能在恶劣的SiC单晶生长环境中为石墨提供优异的保护，延长石墨部件的使用寿命。研究发现，通过使用经TaC涂层包覆的石墨材料可有效过滤碳颗粒避免向晶体扩散，阻挡Si蒸汽对石墨壁的腐蚀，隔绝热辐射的同时保证单晶生长所需的温度梯度，因此制备的SiC晶体更为纯净，边缘多晶等缺陷减少，晶体的品质得到大幅提升，从而得以提高良率和质量效益。
随着全球SiC应用市场的快速扩增，SiC长晶厂家对高质量和高性价比的TaC涂层的需求变得更加迫切，但目前只有Momentivetech和Toyo Tanso等国外公司在TaC涂层技术方面积累了较多客户和经验，而国内的TaC涂层技术发展仍处于客户验证初期。此外，TaC在AlN晶体生长、第三代半导体外延、航空航天及其它工业领域都有潜在的应用前景，但传统的CVD涂层技术加工成本昂贵且沉积效率有限。为了推动国产替代和扩大应用领域，我司研发了独特的超临界多相法TaC涂层技术，可以为客户提供极具性价比的TaC涂层产品，并且我司拥有自己的PVT单晶炉用于持续研究和改进TaC涂层和多孔TaC技术，并深入探索TaC涂层的保护机制和失效机理。
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