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碳化硅(SiC)是第三代半导体材料,具有高禁带宽度,高击穿电场强度、高电子饱和漂移速度、高热导率等特性。这些特性使SiC半导体材料可用于制作高温、高频、抗辐射和大功率的电子器件,同时在航空(如发动机)、航天探测、核能开发、卫星、石油和地热钻井勘探、汽车发动机等领域也具有重要应用。本文采用物理气相输运法(PVT)制备SiC单晶。研究了SiC粉末的制备工艺,制备出生长SiC单晶所需的高纯SiC粉末。研究了三种固定SiC籽晶的方法,通过实验分析了三种固定方法的优缺点。研究了SiC单晶的生长工艺,分析了在温度及温度梯度一定时,压强对SiC晶体表面形态的影响,目的是优化SiC单晶的生长工艺。分析了钒(V)掺杂SiC中V掺入量的影响因素,并初步探索V掺杂SiC单晶的制备工艺。通过对高纯SiC粉末制备工艺的研究发现,SiC粉末的合成受温度、气体压强、反应时间、硅碳摩尔比等参数的影响。温度越高,压强越低,SiC晶粒尺寸越大,Si的挥发速度越快,从而出现较多C的剩余,增加C夹杂的数量；若反应时间较短,C和Si未完全反应,合成的SiC粉末中有Si和C剩余。通过适当提高硅碳摩尔比能减少C的剩余。用Si粉和C粉合成SiC粉末的最理想工艺参数为：温度2200℃,保温时间1小时,Si：C摩尔比1.1：1,炉内Ar气压力10000Pa。通过对SiC籽晶固定工艺的研究,发现采用粘结剂机械组合固定法固定SiC籽晶可保证籽晶与石墨坩埚盖贴合紧密,且生长的SiC晶体表面形态较好。通过对SiC晶体生长工艺的研究发现,当温度及温度梯度一定时,晶体表面形貌受气压影响。气压越高,生长速度越慢,晶体表面缺陷越少；反之亦然。通过控制晶体生长过程中气压的变化,来达到改善晶体生长质量的目的。PVT法生长半绝缘SiC单晶,影响V的掺入量的因素包括温度、温度梯度、压强、固态含V物质的添加量、籽晶和粉源间的距离等。从晶体生长的结果观察到,V的掺入量浓度在2.2～7.5ppm之间。V在晶体中的掺入浓度随着生长时间的增加而逐渐减少。