霍爾芯片的制造工藝分析
2020/7/1 22:18:11 點擊：
霍爾傳感器是一種磁性傳感器，通過感應磁場的變化，輸出不同種類的電信號。霍爾芯片主要有三種制造工藝，分別為 Bipolar、CMOS 和 BiCMOS 工藝，不同工藝的產品具有不同的電參數與磁參數特性。三種不同工藝產品的特點如下。
Bipolar 工藝的霍爾芯片：
Bipolar 工藝是最早出現的適用于量產的芯片工藝。作為一種傳統的半導體工藝，Bipolar產品具有良好的電特性，包括其可以在寬泛的工作電壓環境下工作，反向電壓保護電路設計簡單高效，同時兼顧 ESD 保護及抗電磁干擾能力。其缺點是磁特性表現一般，包括傳感器本身的磁開啟點與關閉點一致性及對稱性不佳，且隨溫度變化，其磁參數變化較大，也就是常說的溫漂較大。雖然可通過后續的測試篩選來提高產品的整體磁性能，但也提高了生產成本，從而增加客戶端的使用成本。
CMOS 工藝的霍爾芯片：
CMOS 工藝是隨著時代的發展，在芯片本身集成度要求提高的前提下產生的另一種量產工藝。半導體制造工藝的發展使得現今 CMOS 工藝最小線寬不斷下降，意味著在同樣面積的晶片上可集成更多的電路，特別是數字處理電路。由此 CMOS 工藝的霍爾芯片可通過內置斬波放大處理電路、動態失調消除電路等方式有效控制磁參數的偏差范圍，其最大的優點是具有精準的磁開關動作點，磁性靈敏度選擇范圍較廣。對于溫漂的控制，亦可通過內置溫度補償電路實現。與此同時，因其其線寬窄，導致芯片本身的耐壓性能一般，由于兼顧 ESD 能力、啟動電壓等因素，大多的 CMOS 工藝霍爾傳感器沒有內置反向保護電路。CMOS 芯片的抗干擾能力也較差。
BiCMOS 工藝的霍爾芯片：
上述兩種工藝存在各自的優缺點，隨著半導體技術的發展繼而出現了將上述兩種工藝組合運用的 BiCMOS 工藝。BiCMOS 工藝以 CMOS 工藝為基礎，在輸入電源調制和輸出驅動大負載處加入 Bipolar 工藝，從而結合兩者的優點，降低兩種工藝對芯片最終磁、電特性的影響。其繼承了 CMOS 工藝優良的磁特性，同時最大限度保留了 Bipolar 工藝耐高壓、抗干擾能力強的優點。
以上各類工藝沒有絕對的優劣之分，需要結合實際的應用環境加以綜合考慮，使用最適合的工藝種類芯片。
Bipolar 工藝的霍爾芯片：
Bipolar 工藝是最早出現的適用于量產的芯片工藝。作為一種傳統的半導體工藝，Bipolar產品具有良好的電特性，包括其可以在寬泛的工作電壓環境下工作，反向電壓保護電路設計簡單高效，同時兼顧 ESD 保護及抗電磁干擾能力。其缺點是磁特性表現一般，包括傳感器本身的磁開啟點與關閉點一致性及對稱性不佳，且隨溫度變化，其磁參數變化較大，也就是常說的溫漂較大。雖然可通過后續的測試篩選來提高產品的整體磁性能，但也提高了生產成本，從而增加客戶端的使用成本。
CMOS 工藝的霍爾芯片：
CMOS 工藝是隨著時代的發展，在芯片本身集成度要求提高的前提下產生的另一種量產工藝。半導體制造工藝的發展使得現今 CMOS 工藝最小線寬不斷下降，意味著在同樣面積的晶片上可集成更多的電路，特別是數字處理電路。由此 CMOS 工藝的霍爾芯片可通過內置斬波放大處理電路、動態失調消除電路等方式有效控制磁參數的偏差范圍，其最大的優點是具有精準的磁開關動作點，磁性靈敏度選擇范圍較廣。對于溫漂的控制，亦可通過內置溫度補償電路實現。與此同時，因其其線寬窄，導致芯片本身的耐壓性能一般，由于兼顧 ESD 能力、啟動電壓等因素，大多的 CMOS 工藝霍爾傳感器沒有內置反向保護電路。CMOS 芯片的抗干擾能力也較差。
BiCMOS 工藝的霍爾芯片：
上述兩種工藝存在各自的優缺點，隨著半導體技術的發展繼而出現了將上述兩種工藝組合運用的 BiCMOS 工藝。BiCMOS 工藝以 CMOS 工藝為基礎，在輸入電源調制和輸出驅動大負載處加入 Bipolar 工藝，從而結合兩者的優點，降低兩種工藝對芯片最終磁、電特性的影響。其繼承了 CMOS 工藝優良的磁特性，同時最大限度保留了 Bipolar 工藝耐高壓、抗干擾能力強的優點。
以上各類工藝沒有絕對的優劣之分，需要結合實際的應用環境加以綜合考慮，使用最適合的工藝種類芯片。
- 上一篇：集成自舉二極管和600V三相柵極驅動器加速三相電機應用 2020/7/2
- 下一篇：開關磁阻電機優缺點與應用 2020/7/1
