DE102015122781B4

DE102015122781B4 - Kondensatormikrophon mit isolierter leitfähiger Platte

Info

Publication number: DE102015122781B4
Application number: DE102015122781.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Barzen; Andre Brockmeier; Wolfgang Friza; Marc Fueldner; Stephan Pindl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: US20160192086A1; CN105744453B; KR20160078282A; CN105744453A; KR101736633B1; DE102015122781A1; US9503823B2

Abstract

Kondensatormikrophon (100), umfassend:eine Membran (304); eine erste perforierte Rückplatte (306);eine zweite perforierte Rückplatte (802), die auf einer Seite der Membran angeordnet ist, die einer Seite der Membran, auf der die erste perforierte Rückplatte angeordnet ist, entgegengesetzt ist;ein Gehäuse aufweisend eine Schallöffnung, wobei das Gehäuse um die Membran, die erste perforierte Rückplatte und die zweite perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist;eine erste Isolierschicht, die auf einer, der Membran (304) zugewandten ersten Seite der ersten Rückplatte (306) angeordnet ist, und eine zweite Isolierschicht, die auf einer zweiten Seite der ersten Rückplatte (306) angeordnet ist, die der ersten Seite der ersten Rückplatte (120) entgegengesetzt ist;eine dritte Isolierschicht, die auf einer, der Membran (304) zugewandten ersten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet ist, und eine vierte Isolierschicht, die auf einer zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet ist, die der ersten Seite der zweiten Rückplatte entgegengesetzt ist;wobei weitere Isolierschichten auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte (306) angeordnet sind und mindestens einen jeweiligen Abschnitt jeder äußeren Wand, der der Membran am nächsten ist, abdecken; undwobei Isoliermaterial auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet ist undmindestens einen jeweiligen Abschnitt jeder äußeren Wand, der der Membran am nächsten ist, abdeckt.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen ein Kondensatormikrophon mit mindestens einer leitfähigen Rückplatte, die teilweise oder zur Gänze von Isoliermaterial eingekapselt ist.
Kondensator-Silizium-Mikrophone sind mit einer Membran und entweder einer oder zwei Rückplatten ausgestaltet, die durch einen Luftspalt voneinander getrennt sind. Schall wird in elektrische Signale durch ein Detektieren der variierenden Kapazität zwischen der Membran und den Rückplatten umgewandelt, wenn die Membran als Antwort auf Schallwellen schwingt. Es ist daher ein elektrisches Feld zwischen der Membran und den Rückplatten erforderlich. Dieses elektrische Feld wird üblicherweise durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) in der Form einer Vorspannung bereitgestellt, die an die Elektroden angelegt wird. Die Ausgabe des ASIC ist typischerweise hochohmig, um ein hochempfindliches Mikrophon mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und niedrigem Stromverbrauch zu unterstützen. Folglich müssen die Membran und die Rückplatten-Elektroden gut gegeneinander isoliert sein.
WO 2012 / 122 696 A1 beschreibt ein differentielles Mikrophon mit einer ersten perforierten Rückplatte, einer zweiten perforierten Rückplatte und einer Membran, wobei die ersten perforierte Rückplatte zwischen der Membran und einer Schallöffnung angeordnet ist, wobei die Membran zwischen der ersten perforierten Rückplatte und der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet ist, und wobei Passivierungsschichten über der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet sind. WO 2012/012 939 A1 beschreibt ein Mikrophon mit einer Membran, die zwischen einer Schallöffnung und einer Rückplatte angeordnet ist, wobei eine Passivierungsschicht auf der Rückplatte angeordnet ist. WO 2014 / 180 131 A1 beschreibt ein Mikrophon mit einer Membran, die zwischen einer Schallöffnung und einer Rückplatte angeordnet ist, wobei eine Isolierungsschicht auf der Rückplatte angeordnet ist.
WO 2011 / 113 495 A1 beschreibt ein Mikrophon mit einer Membran, die über einem Bulkkörper angeordnet ist. US 2007 / 0 284 682 A1 beschreibt ein Mikrophon mit einer Membran und einer Rückplatte, wobei die Rückplatte zwischen der Membran und einer Schallöffnung angeordnet ist. KR 10 1 462 375 B1 beschreibt ein Mikrophon mit einer Membran und einer Rückplatte, wobei über einer der Membran abgewandten Seite der Rückplatte eine Isolierungsschicht angeordnet ist. CN 102 939 768 A beschreibt ein Mikrophon mit einem Substrat und einer Abdeckung, die eine Öffnung umgeben und eine Schallöffnung aufweisen, wobei in der Öffnung eine Membran angeordnet ist. US 2009 / 0 278 216 A1 beschreibt einen MEMS-Sensor mit einer Membran bildenden Schicht und einer nicht-vibrierenden Schicht.
Eine Isolationsverminderung und ein daraus sich ergebender Leckstrom zwischen den Elektroden kann durch Feuchtigkeit, Rückstände oder andere Partikel und Verunreinigung verursacht werden, die zwischen den Elektroden miteinander in Kontakt kommen. Diese Leckströme können zu erhöhtem Rauschen, erhöhtem Stromverbrauch und/oder einer Empfindlichkeitseinbuße des Mikrophonsystems führen.
Viele gängige Mikrophonsysteme können eine Isolierschicht auf der festen Rückplatte aufweisen, die der Membran zugewandt ist, um die Elektroden weiter gegeneinander zu isolieren. Das kann demgemäß ein Stromlecken von dieser Seite der Rückplatte und der Membran verhindern. Eine Leckage von der entgegengesetzten Seite der Rückplatte oder von Seitenwänden von Rückplatten-Perforationslöchern kann jedoch nicht verhindert werden. Dementsprechend können diese Mikrophonsysteme weiterhin anfällig für Leckströme und alle daraus sich ergebenden Ausführungsverschlechterungen sein.
Alternativ dazu kann die Membran selbst mit einer oder mehreren Isolierschichten überzogen sein, wodurch Leckströme möglicherweise verhindert werden. Das Überziehen der Membran mit Isolierschichten kann _jedoch eine Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften der Membran haben, die ausreichend elastisch sein sollte, um Schallwellenschwingungen genau einzufangen. In der Folge kann diese Vorgehensweise eine eingeschränkte Empfindlichkeit von Verfahrens-induzierten Empfindlichkeits-Abweichungen mit sich bringen. Ferner kann eine Leckage zwischen einer Rückplatte und anderen Teilen des Sensors weiterhin zu den oben beschriebenen Leistungsverhaltensverschlechterungen führen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist ein Kondensatormikrophon auf eine Membran; eine erste perforierte Rückplatte; eine zweite perforierte Rückplatte, die auf einer Seite der Membran angeordnet ist, die einer Seite der Membran, auf der die erste perforierte Rückplatte angeordnet ist, entgegengesetzt ist; ein Gehäuse aufweisend eine Schallöffnung, wobei das Gehäuse um die Membran, die erste perforierte Rückplatte und die zweite perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist; eine erste Isolierschicht, die auf einer, der Membran zugewandten ersten Seite der ersten Rückplatte angeordnet ist, und eine zweite Isolierschicht, die auf einer zweiten Seite der ersten Rückplatte angeordnet ist, die der ersten Seite der ersten Rückplatte entgegengesetzt ist; eine dritte Isolierschicht, die auf einer, der Membran zugewandten ersten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet ist, und eine vierte Isolierschicht, die auf einer zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet ist, die der ersten Seite der zweiten Rückplatte entgegengesetzt ist; wobei weitere Isolierschichten auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte angeordnet sind und mindestens einen jeweiligen Abschnitt jeder äußeren Wand, der der Membran am nächsten ist, abdecken; und wobei Isoliermaterial auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet ist und mindestens einen jeweiligen Abschnitt jeder äußeren Wand, der der Membran am nächsten ist, abdeckt.
In den Zeichnungen beziehen sich ähnliche Bezugszeichen üblicherweise auf dieselben Teile in allen unterschiedlichen Ansichten. Die Zeichnungen sollen nicht notwendigerweise eine maßstabgetreue Wiedergabe darstellen, sondern die Betonung liegt vielmehr auf einem Veranschaulichen der Prinzipien der Erfindung. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ein Einzel-Rückplatten-Kondensatormikrophonsystem zeigt;
2 ein Zweifach-Rückplatten-Kondensatormikrophonsystem zeigt;
3 ein Silizium-Kondensatormikrophonsystem zeigt;
4 eine Draufsicht einer perforierten Rückplatte zeigt;
5 eine Querschnittsansicht einer perforierten Rückplatte und Membran zeigt;
6 eine Querschnittsansicht einer perforierten Rückplatte und Membran zeigt;
7 eine Querschnittsansicht einer perforierten Rückplatte und Membran zeigt;
8 eine Querschnittsansicht einer perforierten Rückplatte und Membran zeigt;
9 ein System eines kapazitiven Drucksensors zeigt;
10 eine Querschnittsansicht eines Systems eines kapazitiven Drucksensors zeigt;
11 eine Querschnittsansicht eines Systems eines kapazitiven Drucksensors zeigt;
12 eine Einzel-Rückplatte eines Kondensatormikrolautsprecherystems zeigt;
13 eine Zweifach-Rückplatte eines Kondensatormikrolautsprecherystems zeigt;
14 eine Querschnittsansicht eines Kondensatormikrolautsprechersystems zeigt;
15 eine Querschnittsansicht eines Kondensatormikrolautsprechersystems zeigt; und
16 eine Querschnittsansicht eines Kondensatormikrolautsprechersystems zeigt.

Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen, die als Beispiel durch Veranschaulichung bestimmte Details und Ausführungen zeigen, in denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann.
Das Wort „beispielhaft“ wird hierin in der Bedeutung von „als ein Beispiel, ein Exemplar oder eine Veranschaulichung dienend“ verwendet. Alle hierin als „beispielhaft“ beschriebenen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen sind nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen gegenüber zu deuten.
Das Wort „über“, das mit Bezug auf ein abgelagertes Material verwendet wird, das „über“ einer Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, kann hierin in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgelagerte Material „direkt darauf“ ausgebildet sein kann d.h. in direktem Kontakt mit der angedeuteten Seite oder Oberfläche. Das Wort „über“ mit Bezug auf ein abgelagertes Material, das „über“ einer Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, kann hierin in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgelagerte Material „direkt auf“ der angedeuteten Seite oder Oberfläche mit einer oder mehreren Zusatzschichten ausgebildet sein kann, die zwischen der angedeuteten Seite oder Oberfläche und dem abgelagerten Material angeordnet sind.
Wie hierin verwendet, kann ein „Schaltkreis“ als jede Art einer Logikimplementierungseinheit verstanden werden, die ein Schaltkreis für einen besonderen Zweck oder eine Prozessor-ausführende Software sein kann, die in einem Speicher, einer Firmware oder einer beliebigen Kombination davon gespeichert ist. Ferner kann ein „Schaltkreis“ eine festverdrahtete logische Schaltung oder eine programmierbare logische Schaltung, beispielsweise ein programmierbarer Prozessor, beispielsweise ein Mikroprozessor (beispielsweise ein Prozessor mit großem Befehlsvorrat (CISC) oder ein Prozessor mit reduziertem Befehlsvorrat (RISC)), sein. Eine „Schaltung“ kann auch eine Prozessor-ausführende-Software, beispielsweise alle Arten eines Computerprogramms, beispielsweise ein Computerprogramm, das einen virtuellen Maschinencode, beispielsweise Java, einsetzt, sein. Alle anderen Implementierungsarten der jeweiligen Funktionen, die nachstehend ausführlich beschrieben sein werden, können auch als ein „Schaltkreis“ verstanden werden. Eine Auslegung, dass irgendwelche zwei (oder mehrere) der beschriebenen Schaltkreise zu einem Schaltkreis kombiniert werden können, ist auch möglich.
Gemäß verschiedener Aspekte dieser Offenbarung können die leitfähigen Abschnitte der einen oder mehrerer Rückplatten zur Gänze oder teilweise in Isoliermaterial eingekapselt sein, um Stromlecken zwischen der Rückplatte und Membranelektroden zu verhindern. Ein ordnungsgemäßes Platzieren von Isoliermaterial kann eine solche, durch Verunreinigungen, beispielsweise Feuchtigkeit, Rückstände oder andere Partikel, hervorgerufene Leckage herabsetzen oder hintanhalten.
Wie zuvor ausführlich beschrieben, können gängige Kondensatormikrophone Rückplatten mit Isoliermaterial aufweisen, das auf der Oberfläche der, der Membran zugewandten Rückplatte angeordnet ist. Derartige Systeme sind jedoch noch immer anfällig für Verunreinigungen, die Leckströme hervorrufen, indem sie sich zwischen der entgegengesetzten nicht-isolierten Oberfläche der Rückplatte und der Membran festsetzen. Leckage-Pfade können auch zwischen Verunreinigungen erzeugt werden, die zwischen leitfähigen Seitenwänden von Perforationslöchern stecken bleiben, die in der Rückplatte und der Membran ausgebildet sind. Demgemäß kann ein Anordnen von weiterem Isoliermaterial auf den ungeschützten Oberflächen der Rückplatten nachteilige, durch solche Leckage-Pfade hervorgerufene Effekte vermindern oder zur Gänze beseitigen.
1 zeigt Kondensatormikrophonsystem 100. Kondensatormikrophonsystem 100 kann Membran 110, untere Rückplatte 120, Rückplattenperforationslöcher 130, Öffnungshohlraum 140, Substrat 150, Trägerschicht 160 und elektrische Kontakte 101-103 umfassen. Kondensatormikrophonsystem 100 kann demgemäß ein Einzel-Rückplatten-Kondensatormikrophonsystem sein. Membran 110 kann, wie in 1 dargestellt, von der unteren Rückplatte 120 durch einen Luftspalt getrennt sein. Öffnungshohlraum 140 kann im Substrat 150 ausgebildet sein, das ein aus Silizium gebildetes Wafer-Substrat sein kann. Schallwellen können durch Öffnungshohlraum 140 eintreten und Membran 110 berühren. Membran 110 kann im Wesentlichen elastisch sein, und kann Schwingungen ausgesetzt sein, die durch hereinkommende Schallwellen ausgelöst werden. Die untere Rückplatte 120 kann strukturmäßig starr sein, und kann im Wesentlichen ortsfest bleiben, wenn Schallwellen durch die Rückplatten-Perforationslöcher 130 hindurchtreten.
Membran 110 und untere Rückplatte 120 können mit einem der elektrischen Kontakte 101-103 elektrisch verbunden sein, die in Trägerschicht 160 ausgebildet sein können. Trägerschicht 160 kann aus Isoliermaterial bestehen, und kann auch dazu verwendet werden, Membran 110 und untere Rückplatte 120 zu befestigen und sie zu stützen. Membran 110 und unterer Rückplatte 120 kann über elektrische Kontakte 101-103 eine Vorspannung bereitgestellt werden, wodurch ein elektrisches Feld zwischen Membran 110 und unterer Rückplatte 120 erzeugt wird. Die Vorspannung kann durch eine Komponente, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), bereitgestellt werden, wie nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben wird. Eine ASIC kann Substrat 1150 eine Spannung auch durch einen der elektrischen Kontakte 101-103 hindurch bereitstellen.
Membran 110 und untere Rückplatte 120 können daher einen Kondensator mit einer Kapazität bilden, die bei Schwingen der Membran 110 variiert. Die Schwingungen von Membran 110 können den Abstand zwischen den durch Membran 110 und unterer Rückplatte 120 gebildeten, leitfähigen Platten effektiv abändern, während die Ladung auf dem Kondensator nahezu konstant bleibt. Alle daraus sich ergebenden Abweichungen von der Kapazität können durch ein Wahrnehmen einer Änderung in der Spannung am Kondensator detektiert werden, die über oder unter einer zugeführten Vorspannung variieren können. Kondensatormikrophonsystem 100 kann demgemäß die auf die Membran 110 auftreffenden Schallwellen durch ein Überwachen von Änderungen in der Spannung durch die Verwendung einer Komponente, beispielsweise einer ASIC, die mit elektrischen Kontakten 101-103 verbunden ist, umwandeln.
Alternativ dazu kann Kondensatormikrophonsystem 100 eine (nicht dargestellte) obere Rückplatte anstelle der unteren Rückplatte 120 umfassen. Eine obere Rückplatte kann auf einer der unteren Rückplatte 120, wie in 1 platziert, entgegengesetzten Seite von Membran 110 angeordnet sein.
2 zeigt ein weiteres Kondensatormikrophonsystem 200. Im Gegensatz zu Kondensatormikrophonsystem 100 von 1 kann Kondensatormikrophonsystem 200 zwei Rückplatten (obere Rückplatte 230 und untere Rückplatte 270) umfassen, und kann demgemäß ein Zweifach-Rückplatten-Kondensatormikrophon sein. Kondensatormikrophonsystem 200 kann auch Membran 210, obere Rückplatten-Perforationslöcher 230, untere Rückplatten-Perforationslöcher 260, Öffnungshohlraum 240, Substrat 250, Trägerschicht 280 und elektrische Kontakte 201-204 umfassen. Eine externe Komponente, beispielsweise eine ASIC, kann eine Vorspannung zwischen der Membran 210, der oberen Rückplatte 220 und der unteren Rückplatte 270 über elektrische Kontakte 201-204 bereitstellen. Ein ASIC kann auch dem Substrat 250 eine Spannung bereitstellen. Ähnlich dem Kondensatormikrophonsystem 100 kann Membran 210 Schwingungen ausgesetzt sein, die durch eintretende Schallwellen ausgelöst werden. Demgemäß können die jeweiligen Kapazitäten zwischen Membran 210 und oberer Rückplatte 220 und zwischen Membran 210 und unterer Rückplatte 270 bei Schwanken des Abstands zwischen Membran 210 und den Rückplatten variieren. Alle Abweichungen von der Kapazität können in Form von Spannungsschwankungen durch eine externe Komponente, beispielsweise eine ASIC, die auch mit elektrischen Kontakten 201-204 verbunden ist, detektiert werden. Wie im Kondensatormikrophonsystem 100 können die Spannungsschwankungsmessungen angewandt werden, um die auf Membran 210 auftreffenden Schallwellen in elektrische Signale umzuwandeln.
3 veranschaulicht Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300. Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 kann Kappenstruktur 302, Membran 304, Rückplatte 306, Rückplatten-Perforationslöcher 308, Öffnungshohlraum 310, Schallöffnung 312, erstes Substrat 314, zweites Substrat 316, ASIC 318, Trägerschicht 322 und Draht-Bonding-Verbindungen 320 umfassen. Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 kann aus einem Silizium-Wafer gemäß Silizium-Wafer-Ätzverfahren gebildet sein.
Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 ist mit nur einer unteren Rückplatte (Rückplatte 306) dargestellt, und kann demgemäß ein Einzel-Rückplatten-Kondensatormikrophon sein, das dem Kondensatormikrophonsystem 100 seiner Betriebsweise nach ähnlich ist. Alternativ dazu kann auch eine obere Rückplatte über Membran 304 (nicht dargestellt) bereitgestellt sein, wobei Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 als ein Zweifach-Rückplatten-Kondensatormikrophon, beispielsweise ein Kondensatormikrophonsystem 200, funktionieren kann.
Kappenstruktur 302 kann als ein Gehäuse dienen, und kann eine Schutzstruktur um die innen liegenden Komponenten des Silizium-Kondensatormikrophonsystems 300 bilden. Kappenstruktur 302 kann eine Öffnung an der Schallöffnung 312 aufweisen, die durch das zweite Substrat 316 hindurch ausgebildet sein kann. Schallwellen können in das Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 durch die Schallöffnung 312 hindurch eintreten, und sich durch den Öffnungshohlraum 310 hindurchbewegen, der im ersten Substrat 314 ausgebildet ist. Schallwellen können demnach auf die Membran 304 auftreffen, wodurch die Membran 304 zum Schwingen gebracht wird. Wie mit Bezug auf das Kondensatormikrophonsystem 100 erläutert, kann eine Vorspannung zwischen der Membran 304 und der Rückplatte 306 über (nicht gekennzeichnete) elektrische Kontakte bereitgestellt werden, die mit Draht-Bonding-Verbindungen 320 verbunden sind, und dadurch ein Kondensator effektiv ausgebildet wird, der Membran 304 und Rückplatte 306 als leitfähige Platten einsetzt. Schallwellen können demgemäß in elektrische Signale umgewandelt werden, indem Variationen überall in den Kondensatorelektroden (Membran 304 und Rückplatte 306) wahrgenommen werden. ASIC 318 kann eingesetzt werden, um der Membran 304 und der Rückplatte 306 eine Vorspannung bereitzustellen, und kann demgemäß auch jegliche Spannungsschwankungen messen, um Schallwellen beim Eintreten durch die Schallöffnung 312 hindurch in elektrische Signale umzuwandeln. ASIC 318 kann auch dem ersten Substrat 314 eine Spannung bereitstellen, und kann auf ähnliche Art und Weise eine externe Leistungsversorgung durch das zweite Substrat 316 hindurch empfangen.
Alternativ dazu kann das Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 eine (nicht gezeigte) obere Rückplatte anstelle von der Rückplatte 306 umfassen. Eine obere Rückplatte kann auf einer, wie in 3 angebracht, entgegengesetzten Seite von der Membran 304 von der Rückplatte 306 angeordnet sein.
4 zeigt eine beispielhafte Draufsicht von der Rückplatte 306. Eine Vielzahl an Rückplatten-Perforationslöchern 308 können in der Rückplatte 306 ausgebildet sein. Jedes der Rückplatten-Perforationslöcher 308 kann eine im Wesentlichen ähnliche Größe und Form, wie in 4 dargestellt, aufweisen. In einer Ausführungsform kann jedes der Rückplatten-Perforationslöcher 308 beispielsweise ungefähr eine 8 µm - Öffnung sein. Alternativ dazu kann jedes der Rückplatten-Perforationslöcher 308 von im Wesentlichen unterschiedlichen Größen und Formen sein. Darüber hinaus kann jedes der Rückplatten-Perforationslöcher 308 in symmetrischer, gitterartiger Weise, wie in 4 dargestellt, ausgerichtet sein. In einer Ausführungsform kann jedes der Rückplatten-Perforationslöcher 308 ungefähr 0,7 µm voneinander beabstandet angeordnet sein. Alternativ dazu kann jedes der Rückplatten-Perforationslöcher 308 in einer nicht-symmetrischen Art und Weise überall an der Rückplatte 306 verteilt sein. Viele solche Variationen sind möglich, und die veranschaulichten Ausführungsformen sind diesbezüglich nicht einschränkend.
5 zeigt eine Querschnittsansicht von der Membran 304 und der Rückplatte 306, umfassend Rückplatten-Perforationslöcher 308, Wie in 5 dargestellt, können obere Isolierschicht 502 und untere Isolierschicht 504 auf der oberen und unteren Oberfläche von der Rückplatte 306 angeordnet sein. Das Anbringen von Isolierschichten 502 und 504 kann Stromlecken zwischen der Membran 304 und der Rückplatte 306, wie nunmehr beschrieben wird, hintanhalten.
Schmutzpartikel 506 kann sich beispielsweise zwischen der Rückplatte 306 und der Membran 304 festsetzen. Schmutzpartikel 506 kann beispielsweise Feuchtigkeit, Rückstände oder andere ähnliche Partikel sein, denen das Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 ausgesetzt sein kann.
Wie in 5 dargestellt, kann obere Isolierschicht 502 eine physische Barriere zwischen Schmutzpartikel 506 und Rückplatte 306 bilden. Demgemäß kann ein Stromlecken zwischen Membran 304 und Rückplatte 306 im Wesentlichen vermieden werden oder in Grenzen gehalten werden. Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 kann folglich die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens und die negative Auswirkung von Leckströmen zwischen der kapazitiven-Elektroden-Membran 304 und Rückplatte 406 herabsetzen. Leckströme zwischen Membran 304 und Rückplatte 306 können zu verminderter Empfindlichkeit, erhöhtem Rauschen und/oder erhöhtem Stromverbrauch führen.
Untere Isolierschicht 504 kann auf der unteren Oberfläche von Rückwandplatte 306 angeordnet sein. Diese zusätzliche Isolierschicht kann das Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 weiterhin vor Leckströmen schützen, beispielsweise vor Partikeln, die einen Leckstrom zwischen der unteren Oberfläche von Rückplatte 306 und Membran 304 ausbilden.
Trotz des durch das Einkapseln der oberen und unteren Oberfläche von Rückplatte 306 mit Isolierschichten 502 und 504 gebotenen zusätzlichen Schutzes kann Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 trotzdem immer noch für Leckströme anfällig sein. 6 veranschaulicht ein beispielhaftes Szenarium, in dem ein Leckstrom mit einem Leckage-Pfad ausgebildet ist, der sich von einer oder mehreren Seitenwänden der Rückplatten-Perforationslöcher 308 erstreckt. Wie in 6 dargestellt, kann sich Schmutzpartikel 608 zwischen Rückplatte 306 und Membran 304 festsetzen. Schmutzpartikel 608 kann eine Seitenwand von einem der Rückplatten-Perforationslöcher 308 berühren, die in Rückplatte 306 ausgebildet sind, die vielleicht nicht durch eine Isolierung abgedeckt ist und eine freigelegte leitfähige Fläche ist. Demgemäß kann ein Strom-Leckage-Pfad durch Schmutzpartikel 608 hindurch, von Rückplatte 306 zu Membran 304 ausgebildet werden.
Wie in 7 dargestellt, können Leckage-Pfade von einer Seitenwand eines der Rückplatten-Perforationslöcher 308 durch ein Abdecken der Seitenwände von Rückplatten-Perforationslöchern 308 mit Seitenwandisolierschichten 702 und 704 verhindert werden. Seitenwandisolierschichten 702 und 704 können alternativ dazu teilweise oder zur Gänze eine oder mehrere der Seitenwände von Rückplatten-Perforationslöchern 308 abdecken, und Schmutzpartikel 608 dadurch darin hindern, einen Leckage-Pfad zu Membran 304 zu unterstützen. Demgemäß kann ein Teil oder die Gesamtheit der freigelegten leitfähigen Oberflächen von Rückplatten-Perforationslöchern 308 mit Isoliermaterial abgedeckt sein. Wie in 7 dargestellt, kann diese Platzierung von Isoliermaterial Leckströme weiter hintanhalten.
7 veranschaulicht eine Ausführungsform, in der Rückplatte 306 zur Gänze mit Isoliermaterial durch Isolierschichten 502, 504, 702 und 704 eingekapselt sein kann. In beispielhaften Szenarien kann die zur Gänze eingekapselte Rückplatte 306 effektiven Schutz vor Leckströmen bereitstellen, die durch Schmutzpartikel, beispielsweise Schmutzpartikel 506 und 508, ausgelöst werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann Isoliermaterial so angeordnet sein, dass es jede Seitenwand von jedem, in der Rückplatte 306 ausgebildeten Rückplatten-Perforationsloch 308 zur Gänze abdeckt. Isoliermaterial kann zusätzlich angeordnet sein, um sowohl die obere als auch untere Oberfläche von Rückplatte 306 zur Gänze einzukapseln. Demgemäß kann Rückplatte 306 zur Gänze im Isoliermaterial eingekapselt sein. Alternativ dazu kann Isoliermaterial lediglich auf Oberflächen von Rückplatte 306 angeordnet sein, die leitfähig sind.
Rückplatte 306 kann aus einem leitfähigen Material, beispielsweise Silizium, gebildet sein. Rückplatte 306 kann auch aus dotiertem Polysilizium (amorph oder kristallin), Metall, Silizid, Karbid oder einer oder mehrerer Kohlenstoffschichten gebildet sein. Rückplatte 306 kann eine Dicke von beispielsweise ungefähr 300 nm, beispielsweise 330 nm, aufweisen. Alternativ dazu kann Rückplatte 306 mehrere nm dick sein, wie beispielsweise für eine Metallrückplatte, bis ungefähr 2 µm dick sein.
Die auf Rückplatte 306 angeordneten Isolierschichten können ungefähr 140 nm dick sein. Beispielsweise können die Isolierschichten eine Dicke von beispielsweise mehreren nm bis beispielsweise 200 nm bis 300 nm, bis beispielsweise 500 nm, aufweisen. In einer Ausführungsform können verschiedene Bereiche der Isolierschichten, die auf Rückplatte 306 angeordnet sind, unterschiedliche Dicken aufweisen. Beispielsweise kann obere Isolierschicht 502 auf der oberen Fläche von Rückplatte 306 eine andere Dicke als untere Isolierschicht 502 oder eine von Seitenwandisolierschichten 704 oder 702 aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Dicke von unterschiedlichen Bereichen der Isolierschichten auf Basis der Bereiche der Rückplatte 306 ausgewählt werden, die für Leckströme äußerst anfällig sind. Obere Isolierschicht 502 kann beispielsweise ausgewählt sein, eine größere Dicke als die untere Isolierschicht 504 aufzuweisen.
Silizium-Kondensatormikrophonsystem 300 kann zusätzlich obere Rückplatte 802 umfassen, die auf der entgegengesetzten Seite von Membran 304 wie Rückplatte 306, wie in 8 dargestellt, angeordnet ist. Obere Rückplatte 802 kann zusätzlich Isolierschichten aufweisen, beispielsweise obere Rückplatten-Isolierschichten 804, die auf einer oder mehreren Oberflächen von oberer Rückplatte 802 angeordnet sind. Wie in 8 dargestellt, können eine oder mehrere obere Rückplatten-Isolierschichten 804 auf einer Seitenwand eines oder mehrerer oberer Rückplatten-Perforationslöcher 806 angeordnet sein. Eine oder mehrere der oberen Rückenplatten-Isolierschichten 804 können zusätzlich auf einer oberen Fläche von oberer Rückplatte 802 und/oder einer unteren Oberfläche von unterer Rückplatte 802 angeordnet sein. Wie in 8 dargestellt, kann obere Rückplatte 802 zur Gänze in obere Rückenplatten-Isolierschichten 804 auf ähnliche Art und Weise wie Rückplatte 306 eingekapselt sein. Auf ähnliche Art und Weise können die relativen Platzierungen als auch die Dicke der oberen Rückplatten-Isolierschichten 804 variieren.
Demgemäß kann ein Einkapseln sowohl von oberer Rückplatte 802 als auch Rückplatte 306 mit Isolierschichten, wie in 8 dargestellt ist, nachteilige Effekte, die durch Strom-Leckage-Pfade durch Schmutzpartikel hindurch ausgelöst werden, reduzieren oder vermeiden. Die Robustheit eines Zweifach-Rückenplatten-Kondensatormikrophons gegenüber Leckströmen kann in der Folge durch das ordnungsgemäße Platzieren von Isolierschichten verbessert werden.
Zahlreiche Variationen der Anordnung von Isolierschichten sind zusätzlich möglich. Beispielsweise ist Rückplatte 306 von 3 vielleicht nur teilweise in Isoliermaterial eingekapselt. Demgemäß kann Isoliermaterial lediglich auf einigen der Seitenwände von Rückplatten-Perforationslöchern 308 angeordnet sein, die in Rückplatte 306 ausgebildet sind, und folglich können einige der Seitenwände von Rückplatten-Perforationslöchern durch Isoliermaterial nicht geschützt sein. Das kann die Herstellungskosten reduzieren, während ein wesentliches Ausmaß an Schutz Leckströmen gegenüber aufgrund der Seitenwände, die bedeckt bleiben, aufrechterhalten bleibt.
Darüber hinaus können Isolierschichten, die auf Seitenwänden von den in der Rückplatte 306 ausgebildeten Rückplatten-Perforationslöchern 308 angeordnet sind, nicht die gesamte Oberfläche der Seitenwände abdecken. Isolierschichten können beispielsweise lediglich einen Abschnitt einer Seitenwand abdecken, die der Membran 304 am nächsten ist. Ähnlich obigem Beschriebenen, können die Herstellungskosten aufgrund herabgesetzter Isoliermaterialerfordernisse reduziert werden, während ein hohes Ausmaß an Schutz vor der teilweisen Einkapselung von Rückplatte 306 trotzdem immer noch aufrechterhalten bleibt.
Kondensatormikrophonsystem 300 kann daher ein Gehäuse (beispielsweise 302), eine Membran (beispielsweise 304) und eine erste Rückplatte (beispielsweise 306) umfassen. Eine erste Isolierschicht kann auf einer ersten Seite der ersten Rückplatte angeordnet sein, die der Membran zugewandt ist. Eine zweite Isolierschicht kann auf einer zweiten Seite der ersten Rückplatte, die der ersten Seite der ersten Rückplatte entgegengesetzt ist, angeordnet sein.
Die erste Rückplatte kann auf einer, einer im Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein. Die erste Rückplatte kann alternativ dazu auf derselben Seite wie eine im Gehäuse ausgebildete Schallöffnung angeordnet sein.
Die erste Rückplatte kann auch perforiert sein, und kann demgemäß eine Vielzahl an Perforationslöchern aufweisen, die von der oberen Seite der ersten Rückplatte bis zur unteren Seite der ersten Rückplatte ausgebildet sind.
In einer Ausführungsform können weitere Isolierschichten (beispielsweise 704 und/oder 702) auf jeder leitfähigen Oberfläche der ersten Rückplatte ausgebildet sein. Jede leitfähige Oberfläche der ersten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial, beispielsweise weiteren Isolierschichten, bedeckt sein.
Eine weitere Isolierschicht kann auf einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern (beispielsweise 308) in der ersten Rückplatte ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform kann jede der Seitenwände von mindestens einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückplatte mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede leitfähige Oberfläche von jeder der Seitenwände von einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede der Seitenwände von jedem der Perforationslöcher in der ersten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein. Demgemäß kann jede leitfähige Oberfläche der Rückplatte zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann auch eine zweite Rückplatte (beispielsweise 802 wie mit Bezug auf obere Rückplatte 230 von 2 erläutert) umfassen. Die zweite Rückplatte kann auf einer, der ersten Rückplatte entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein.
Eine weitere Isolierschicht (beispielsweise 804) kann entweder auf einer ersten Seite der zweiten Rückplatte oder auf der zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein. Alternativ dazu können weitere Isolierschichten (beispielsweise 804) sowohl auf der ersten Seite der zweiten Rückplatte als auch auf der zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein, wobei die zweite Seite auf einer, der ersten Seite der zweiten Rückplatte entgegengesetzten Seite der zweiten Rückplatte ist.
Eine weitere Isolierschicht (beispielsweise 804) kann auf einer äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten Rückplatte angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der zweiten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede leitfähige Oberfläche sowohl der ersten Rückplatte als auch der zweiten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial abgedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann ferner einen Schaltkreis (beispielsweise 318) umfassen, der konfiguriert ist, der Membran, der ersten Rückplatte und/oder der zweiten Rückplatte (bei Vorhandensein) eine Vorspannung bereitzustellen.
Das Kondensatormikrophon kann ein Kondensator-Silizium-Mikrophon sein. Die erste Rückplatte kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten zusammengesetzt sein.
Die Membran kann auch aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten oder aus einem anderen geeigneten Material gebildet sein.
Die erste Isolierschicht kann sich aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem dielektrischen Material zusammensetzen. Die zusätzlichen Isolierschichten und Materialien können sich ebenfalls aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder aus einem dielektrischen Material zusammensetzen.
Das Kondensatormikrophon kann auch ein Elektretkondensatormikrophon sein. Demgemäß können die Membran oder eine der Rückplatten aus einem Elektretmaterial bestehen, während die anderen von Isoliermaterial ummantelt sein können, um Leckströme hintanzuhalten.
Alternativ dazu kann das Kondensatormikrophon eine Membran und eine erste perforierte Rückplatte umfassen, wobei eine Isolierschicht auf einer äußeren Wand von einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte angeordnet ist. Die erste perforierte Rückplatte kann auf einer, einer Schallöffnung entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein, die in einem Gehäuse ausgebildet ist, das um die Membran und um die erste perforierte Rückplatte herum angeordnet ist. Die erste perforierte Rückplatte kann alternativ dazu auf derselben Seite wie eine Schallöffnung angeordnet sein, die in einem Gehäuse ausgebildet ist, das um die Membran und um die erste perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist.
Weitere Isolierschichten können auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus der Vielzahl von Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der ersten perforierten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Eine erste Isolierschicht kann auf einer ersten Seite der ersten perforierten Rückplatte angeordnet sein, wobei die erste Seite der ersten perforierten Rückplatte der Membran zugewandt ist. Eine zweite Isolierschicht kann auf einer zweiten Seite der ersten perforierten Rückplatte angeordnet sein, wobei die zweite Seite der ersten perforierten Rückplatte auf einer der ersten Seite entgegengesetzten Seite der ersten perforierten Rückplatte ist. Demgemäß kann jede leitfähige Oberfläche der ersten perforierten Rückplatte zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann eine zweite perforierte Rückplatte umfassen. Demgemäß kann eine äußere Wand von einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten perforierten Rückplatte mit Isoliermaterial bedeckt sein. Isoliermaterial kann darüber hinaus entweder auf einer ersten Seite der zweiten perforierten Rückplatte oder auf einer zweiten Seite der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet sein, wobei die zweite Seite der zweiten perforierten Rückplatte auf einer der ersten Seite entgegengesetzten Seite ist. Isoliermaterial kann sowohl auf der ersten Seite der zweiten perforierten Rückplatte als auch der zweiten Seite der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der zweiten perforierten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann ein Kondensator-Silizium-Mikrophon sein. Demgemäß können die erste Rückplatte und/oder die zweite Rückplatte (bei Vorhandensein) aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten gebildet sein. Die Membran kann ebenfalls aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten gebildet sein. Die erste Isolierschicht, zusätzlich zu jedem weiteren vorliegenden Isoliermaterial, kann aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem dielektrischen Material zusammengesetzt sein.
Das Kondensatormikrophon kann ferner einen Schaltkreis umfassen, der konfiguriert ist, der Membran und der ersten und/oder zweiten Rückplatte (bei Vorhandensein) eine Vorspannung bereitzustellen.
Das Kondensatormikrophon kann ein Elektretkondensatormikrophon sein.
9 zeigt ein System eines kapazitiven Drucksensors 900 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das System eines kapazitiven Drucksensors 900 kann das leitfähige Substrat 906 und Membran 902 umfassen. Das System eines kapazitiven Drucksensors 900 kann auch elektrische Kontakte 908 umfassen, die in Trägerschicht 904 ausgebildet sein können. Elektrische Kontakte 908 können mit einer externen elektrischen Komponente, beispielsweise einer ASIC, verbunden sein. Eine verbundene ASIC kann der Membran 902 und dem leitfähigen Substrat 906 eine Vorspannung bereitstellen. Eine angelegte Vorspannung kann ein elektrisches Feld zwischen Membran 902 und leitfähigem Substrat 906 erzeugen, und kann in der Folge ein kapazitives System mit Membran 902 und leitfähigem Substrat 906 als Elektroden umsetzen.
Auf Membran 902 auftreffende Druckwellen können Membran 902 zum Schwingen bringen, und dadurch den Abstand zwischen Membran 902 und leitfähigem Substrat 906 verändern. Kapazitives-Drucksensorsystem 900 kann demgemäß Kapazitätsschwankungen zwischen Membran 902 und leitfähigem Substrat 906 ausgesetzt sein, was durch ein Überwachen einer Ausgangsspannung an elektrischen Kontakten 908 wahrgenommen werden kann. Druckwellen können daher durch eine Komponente, beispielsweise eine ASIC, gemessen werden, die mit elektrischen Kontakten 908 verbunden ist, und können demgemäß in ein elektrisches Signal umgewandelt werden.
Ähnlich den oben beschriebenen Kondensatormikrophonsystemen können sich Schmutzpartikel zwischen den leitfähigen Platten (Membran 902 und leitfähigem Substrat 906) festsetzen, und dadurch ein Stromlecken hervorrufen. Ein Leckstrom kann das Leistungsverhalten des kapazitiven-Drucksensorsystems 900 durch Verminderung der Empfindlichkeit, durch Erhöhung des Rauschens und durch erhöhten Stromverbrauch negativ beeinflussen.
10 zeigt kapazitives Drucksensorsystem 1000. Kapazitives-Drucksensorsystem 1000 kann leitfähiges Substrat 1006 und Membran 1002 umfassen. Membran 1002 kann, wie in 10 dargestellt, perforiert sein, und kann demgemäß ein oder mehrere Membranperforationslöcher 1014 aufweisen. Alternativ dazu kann Membran 1002 nicht perforiert sein, und kann in der Folge (was nicht dargestellt ist) zur Gänze eingeschlossen sein.
Wie in 10 dargestellt, kann eine erste Isolierschicht 1008 auf einer oberen Seite von Membran 1002 angeordnet sein, die vom leitfähigen Substrat 1006 abgewandt ist. Eine zweite Isolierschicht 1010 kann auf einer unteren Seite von Membran 1002 angeordnet sein, die der oberen Seite von der, dem leitfähigen Substrat 1006 zugewandten Membran 1002 entgegengesetzt ist. Demgemäß kann das Vorhandensein von erster Isolierschicht 1008 und zweiter Isolierschicht 1010 Leckströme hintanhalten, die durch Schmutzpartikel hervorgerufen werden. Wie in 10 dargestellt, können sich Schmutzpartikel 1004 zwischen einem Abschnitt von Membran 1002 und leitfähigem Substrat 1006 festsetzen. Die zweite Isolierschicht 1010 kann auf einer unteren Seite von Membran 1002 angeordnet sein und kann verhindern, dass sich ein Leckstrom zwischen Membran 1002 und leitfähigem Substrat 1006 ausbildet. Leckströme von einer oberen Seite von Membran 1002 direkt zu Substrat 1006 können auf ähnliche Art und Weise durch das Vorhandensein von zweiter Isolierschicht 1008 hintangehalten werden.
Wie in 10 dargestellt, kann kapazitives Drucksensorsystem 1000 trotzdem anfällig für Leckströme von einer Seitenwand von einem oder mehreren Perforationslöchern 1014 in Membran 1002 sein. Schmutzpartikel 1012 kann sich zwischen Membran 1002 und leitfähigem Substrat 1006 festsetzen, und kann demgemäß einen Leckstrom von einer freigelegten leitfähigen Seitenwand eines Perforationslochs 1014 in Membran 1002 hervorrufen.
Eine weitere Isolierschicht (beispielsweise 1116) kann daher auf einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern (beispielsweise 1114) der Membran (beispielsweise 1102), wie in 11 dargestellt, angeordnet sein. Daraus ergibt sich, dass ein möglicher Leckstrom, der durch Partikel 1112 zwischen Membran 1102 und leitfähigem Substrat 1106 hervorgerufen wird, vermieden werden kann.
Um weitere Leckströme zu verhindern, kann jede der Seitenwände von einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der Membran durch Isoliermaterial (beispielsweise 1116) bedeckt sein. Weitere Isolieroberflächen können auf jeder leitfähigen Oberfläche der Membran angeordnet sein. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann jede leitfähige Oberfläche der Membran zur Gänze durch Isoliermaterial bedeckt sein.
Der kapazitive Drucksensor des kapazitiven-Drucksensorsystems 1100 kann ein Siliziumdrucksensor sein. Demgemäß kann die Membran (beispielsweise 1102) aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten gebildet sein. Auf ähnliche Art und Weise kann das leitfähige Substrat (beispielsweise 1106) ebenfalls aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten gebildet sein. Die erste Isolierschicht (beispielsweise 1108) und die zweite Isolierschicht (beispielsweise 1110) können aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder aus einem dielektrischem Material gebildet sein.
12 zeigt Kondensatormikrolautsprechersystem 1200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Kondensatormikrolautsprechersystem 1200 kann Membran 1210, untere Rückplatte 1220, Rückplatten-Perforationslöcher 1230, Öffnungshohlraum 1240, Substrat 1250, Trägerschicht 1260 und elektrische Kontakte 1201-1203 umfassen. Elektrische Kontakte 1201-1203 können in Trägerschicht 1260 ausgebildet sein, und können Membran 1210, unterer Rückplatte 1220 und Substrat 1250 ein externes elektrisches Signal bereitstellen. Ein externes elektrisches Signal kann durch eine externe Komponente, beispielsweise eine ASIC, bereitgestellt werden. Ein angebrachter ASIC kann ein variierendes elektrisches Signal bereitstellen, das wiederum das elektrische Feld zwischen Membran 1210 und unterer Rückplatte 1220 einstellen kann. Diese Einstellungen im elektrischen Feld können demgemäß eine Wirkung auf der leitfähigen Membran 1210 ausüben, wodurch diese veranlasst wird, relativ zu unterer Rückplatte 1220 gedrückt oder gezogen zu werden. Diese Schwingungen von Membran 1210 können Schallwellen auslösen, und demgemäß kann Kondensatormikrolautsprechersystem 1200 eingesetzt werden, um elektrische Signale in Schall umzuwandeln.
Kondensatormikrolautsprechersystem 1200 kann alternativ dazu eine (nicht dargestellte) obere Rückplatte anstelle einer unteren Rückplatte 1220 aufweisen. Eine obere Rückplatte kann an einer, der unteren Rückplatte 1220, wie in 12 platzierten, entgegengesetzten Seite von Membran 1210 angeordnet sein.
13 zeigt eine Ausführungsform von Kondensatormikrolautsprechersystem 1300, in dem Kondensatormikrolautsprechersystem 1300 sowohl eine obere Rückplatte 1330 als auch untere Rückplatte 1370 aufweist. Obere Rückplatte 1330 und untere Rückplatte 1370 können perforiert sein, und demgemäß können Perforationslöcher der oberen Rückplatte 1320 und Perforationslöcher der unteren Rückplatte 1360 in der oberen Rückplatte 1330 beziehungsweise der unteren Rückplatte 1370 ausgebildet sein. Kondensatormikrolautsprechersystem 1300 kann zusätzlich Membran 1310, Öffnungshohlraum 1340, Substrat 1350 und Trägerschicht 1380 umfassen. Elektrische Kontakte 1301-1304 können in Trägerschicht 1380 ausgebildet sein, und können eingesetzt werden, Membran 1310, oberer Rückplatte 1330, unterer Rückplatte 1370 und Substrat 1350 von einer externen Komponente, beispielsweise von einer ASIC, ein externes elektrisches Signal bereitzustellen. Ein solches äußeres elektrisches Signal kann ein elektrisches Feld zwischen den vorerwähnten leitfähigen Komponenten erzeugen, und kann verwendet werden, um ein elektrisches Signal in Schallwellen umzuwandeln, indem Membran 1310 zum Schwingen gebracht wird.
Ähnlich den oben beschriebenen Kondensatormikrophonen und Drucksensoren kann das Leistungsverhalten von Kondensatormikrolautsprechersystemen 1200 und 1300 von Leckströmen in Mitleidenschaft gezogen sein, die durch Schmutzpartikel ausgelöst werden. 14 zeigt eine Ausführungsform, in der untere Rückplatte 1220 des Kondensatormikrolautsprechersystems 1200 mit Isoliermaterial bedeckt sein kann, um Leckströme hintanzuhalten oder zu reduzieren, die auf Schmutzpartikeln zurückzuführen sind. Wie in 14 dargestellt, können erste Isolierschicht 1440 und zweite Isolierschicht 1450 auf einer oberen Seite von unterer Rückplatte 1220 beziehungsweise einer unteren Seite von unterer Rückplatte 1220 angeordnet sein. Demgemäß können erste Isolierschicht 1440 und zweite Isolierschicht 1450 einen Leckstrom davon abhalten, durch Schmutzpartikel 1402 erzeugt zu werden, das sich zwischen unterer Rückplatte 1220 und Membran 1210 festsetzen kann.
Wie jedoch in 15 erläutert, kann sich Schmutzpartikel 1502 zwischen unterer Rückplatte 1220 und Membran 1210 derart festsetzen, dass Schmutzpartikel 0215 einen Leckstrom zwischen einer Seitenwand von einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern 1230 in unterer Rückplatte 1220 und Membran 1210 erzeugt. Demgemäß kann das Leistungsverhalten des Kondensatormikrolautsprechersystems 1200 in Mitleidenschaft gezogen sein.
Demgemäß können weitere Isolierschichten 1602 auf einer Seitenwand von einem der Perforationslöcher 1230 in unterer Rückplatte 1220, wie in 16 dargestellt, angeordnet sein. Weitere Isolierschichten können Leckströme hintanhalten, die durch Schmutzpartikel, beispielsweise Schmutzpartikel 1502, hervorgerufen werden, wobei die leitfähigen Oberflächen von unterer Rückplatte 1220 geschützt werden. Mindestens eine weitere Isolierschicht, beispielsweise Isolierschichten 1602, können daher auf einer Seitenwand von mindestens einem aus der Vielzahl von Perforationslöchern 1230 in unterer Rückplatte 1220 angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann jede der Seitenwände von einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern (beispielsweise 1230) in unterer Rückplatte 1220 mit Isoliermaterial bedeckt sein. Eine weitere Schutzmaßnahme gegen Leckströme kann durch ein teilweises oder vollständiges Abdecken jeder leitfähigen Oberfläche der unteren Rückplatte 1220 mit Isoliermaterial ermöglicht werden.
Kondensatorlautsprechersystem 1200 kann eine zusätzliche obere Rückplatte, wie beispielsweise mit Bezug auf Kondensatormikrolautsprechersystem 1300 erläutert wurde, aufweisen. Demgemäß kann Kondensatormikrolautsprechersystem 1200 eine obere Rückplatte aufweisen, die in Isoliermaterial auf eine ähnliche Art und Weise wie Rückplatte 1220 eingekapselt ist, um beide Rückplatten vor Leckströmen zu schützen.
Demgemäß kann eine weitere Isolierschicht entweder auf einer ersten Seite der zweiten Rückplatte oder auf einer zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann eine dritte Isolierschicht auf einer ersten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein, die der Membran zugewandt ist, und eine vierte Isolierschicht kann auf einer zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein, die der ersten Seite der zweiten Rückplatte entgegengesetzt ist.
Eine weitere Isolierschicht kann auf mindestens einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten Rückplatte angeordnet sein.
Die Rückplatte kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten gebildet sein. Die zweite Rückplatte kann ebenfalls aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Karbid oder aus einer oder mehrerer Kohlenstoffschichten gebildet sein.
Auf ähnliche Art und Weise kann die Membran aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten gebildet sein.
Die erste Isolierschicht, die zweite Isolierschicht und/oder alle weiteren Isolierschichten können aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder aus einem dielektrischen Material gebildet sein.
Ein Kondensatormikrophon gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann daher ein Gehäuse, eine Membran und eine erste Rückplatte umfassen. Eine erste Isolierschicht kann auf einer, der Membran zugewandten ersten Seite der ersten Rückplatte angeordnet sein. Eine zweite Isolierschicht kann auf einer, der ersten Seite der ersten Rückplatte entgegengesetzten zweiten Seite der ersten Rückplatte angeordnet sein.
Die erste Rückplatte kann auf einer, einer im Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein. Die erste Rückplatte kann alternativ dazu auf derselben Seite der Membran von einer im Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung angeordnet sein.
Die erste Rückplatte kann ebenfalls perforiert sein. Die erste Rückplatte kann somit eine Vielzahl an Perforationslöchern aufweisen, die von der ersten Seite der ersten Rückplatte bis zur zweiten Seite der ersten Rückplatte ausgebildet sind.
In einer Ausführungsfonn können weitere Isolierschichten auf jeder leitfähigen Oberfläche der ersten Rückplatte angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der ersten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial, beispielsweise weiteren Isolierschichten, bedeckt sein.
Eine weitere Isolierschicht kann auf einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl von Perforationslöchern in der ersten Rückplatte angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform kann jede der Seitenwände von mindestens einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückplatte mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede leitfähige Oberfläche von jeder der Seitenwände von einem oder mehreren aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede der Seitenwände von jedem der Perforationslöcher in der ersten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein. Demgemäß kann jede leitfähige Oberfläche der Rückplatte zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann auch eine zweite Rückplatte umfassen. Die zweite Rückplatte kann auf einer, der ersten Rückplatte entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein.
Eine weitere Isolierschicht kann entweder auf einer ersten Seite der zweiten Rückplatte oder auf einer zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein. Alternativ dazu können weitere Isolierschichten sowohl auf der ersten Seite der zweiten Rückplatte als auch auf der zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein, wobei die zweite Seite auf einer, der ersten Seite der zweiten Rückplatte entgegengesetzten Seite der zweiten Rückplatte ist.
Eine weitere Isolierschicht kann auf einer äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten Rückplatte angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der zweiten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede leitfähige Oberfläche sowohl der ersten Rückplatte als auch der zweiten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann ferner einen Schaltkreis umfassen, der konfiguriert ist, der Membran, der ersten Rückplatte und/oder der zweiten Rückplatte (bei Vorhandensein) eine Vorspannung bereitzustellen.
Das Kondensatormikrophon kann ein Kondensator-Silizium-Mikrophon sein. Die erste Rückplatte kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen.
Die Membran kann ebenfalls aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einem anderen geeigneten Material bestehen.
Die erste Isolierschicht kann aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder aus einem dielektrischen Material bestehen. Die zusätzlichen Isolierschichten und Materialien können auch aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder aus einem dielektrischen Material bestehen.
Das Kondensatormikrophon kann auch ein Elektretkondensatormikrophon sein. Demgemäß kann die Membran oder eine der Rückplatten aus einem Elektretmaterial bestehen, während die andere von Isoliermaterial ummantelt sein kann, um Leckströme hintanzuhalten.
Alternativ dazu kann das Kondensatormikrophon eine Membran und eine erste perforierte Rückplatte umfassen, wobei eine Isolierschicht auf einer äußeren Wand von einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte angeordnet ist. Weitere Isolierschichten können auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der ersten perforierten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Die erste perforierte Rückplatte kann auf einer entgegengesetzten Seite der Membran von einer in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist. Die erste perforierte Rückplatte kann alternativ dazu auf derselben Seite der Membran von einer, in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist.
Ein erstes Isoliermaterial kann auf einer ersten Seite der ersten perforierten Rückplatte angeordnet sein, wobei die erste Seite der ersten perforierten Rückplatte der Membran zugewandt ist. Eine zweite Isolierschicht kann auf einer zweiten Seite der ersten perforierten Rückplatte angeordnet sein, wobei die zweite Seite der ersten perforierten Rückplatte auf einer, der ersten Seite entgegengesetzten Seite der ersten Rückplatte ist. Demgemäß kann jede leitfähige Oberfläche der ersten perforierten Rückplatte zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann eine zweite perforierte Rückplatte umfassen. Demgemäß kann eine äußere Wand von einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchem in der zweiten perforierten Rückplatte mit Isoliermaterial bedeckt sein. Isoliermaterial kann zusätzlich dazu entweder auf einer ersten Seite der zweiten perforierten Rückplatte oder auf einer zweiten Seite der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet sein, wobei die zweite Seite der zweiten perforierten Rückplatte auf einer, der ersten Seite entgegengesetzten Seite ist. Isoliermaterial kann sowohl auf der ersten Seite der zweiten perforierten Rückplatte als auch auf der zweiten Seite der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der zweiten perforierten Rückplatte kann zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Das Kondensatormikrophon kann ein Kondensator-Silizium-Mikrophon sein. Demgemäß kann die erste Rückplatte und/oder die zweite Rückplatte (bei Vorhandensein) aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die Membran kann ebenfalls aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die erste Isolierschicht zusätzlich zu jedem weiteren vorhandenen Isoliermaterial kann aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder aus einem dielektrischen Material bestehen.
Das Kondensatormikrophon kann ferner einen Schaltkreis umfassen, der konfiguriert ist, der Membran und der ersten und/oder zweiten Rückplatte (bei Vorhandensein) eine Vorspannung bereitzustellen.
Das Kondensatormikrophon kann ein Elektretkondensatormikrophon sein.
Ein kapazitiver Drucksensor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein leitfähiges Substrat und eine Membran umfassen.
Eine erste Isolierschicht kann auf einer ersten Seite der, dem leitfähigen Substrat zugewandten Membran angeordnet sein. Eine zweite Isolierschicht kann auf einer, der ersten Seite der Membran entgegengesetzten zweiten Seite der Membran angeordnet sein.
Eine weitere Isolierschicht kann auf einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl von Perforationslöchern in der Membran angeordnet sein. Jede der Seitenwände von einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der Membran kann durch Isoliermaterial bedeckt sein. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können weitere Isolierschichten auf jeder leitfähigen Oberfläche der Membran angeordnet sein. Jede leitfähige Oberfläche der Membran kann zur Gänze durch Isoliermaterial bedeckt sein.
Der kapazitive Drucksensor kann ein Silizium-Drucksensor sein. Die Membran kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Das leitfähige Substrat kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die erste Isolierschicht und die zweite Isolierschicht können aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem dielektrischen Material bestehen.
Ein Siliziummikrolautsprecher gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Membran und eine erste Rückplatte umfassen. Eine erste Isolierschicht kann auf einer, der Membran zugewandten ersten Seite der ersten Rückplatte angeordnet sein. Eine zweite Isolierschicht kann auf einer zweiten Seite der ersten Rückplatte angeordnet sein, die der ersten Seite der ersten Rückplatte entgegengesetzt ist.
Die erste Rückplatte kann auf einer, einer in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste Rückplatte herum bereitgestellt ist. Die erste Rückplatte kann alternativ dazu auf derselben Seite der Membran von einer in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste Rückplatte herum bereitgestellt ist.
Eine weitere Isolierschicht kann auf einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückplatte angeordnet sein.
Jede der Seitenwände von einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückplatte kann mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede leitfähige Oberfläche der ersten Rückplatte kann mit Isoliermaterial bedeckt sein. Jede leitfähige Oberfläche der ersten Rückplatte kann zur Gänze durch Isoliermaterial bedeckt sein.
Der Silizium-Mikrolautsprecher kann eine zweite Rückplatte auf einer, der ersten Rückplatte entgegengesetzten Seite der Membran umfassen. Eine weitere Isolierschicht kann entweder auf einer ersten Seite der zweiten Rückplatte oder auf einer zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein.
Alternativ dazu kann eine dritte Isolierschicht auf der, der Membran zugewandten ersten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein, und eine vierte Isolierschicht kann auf der zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet sein, die der ersten Seite der zweiten Rückplatte entgegengesetzt ist.
Eine weitere Isolierschicht kann auf mindestens einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten Rückplatte angeordnet sein.
Die erste Rückplatte kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die Membran kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die erste Isolierschicht und die zweite Isolierschicht kann aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem dielektrischen Material bestehen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann eine mikroelektromechanische (MEMS) -Vorrichtung aus Silizium bereitgestellt sein. Die MEMS-Vorrichtung aus Silizium kann eine Membran und eine erste Rückplatte umfassen, wobei eine erste Isolierschicht auf einer, der Membran zugewandten ersten Seite der ersten Rückplatte angeordnet ist, und eine zweite Isolierschicht auf einer zweiten Seite der ersten Rückplatte angeordnet ist, die der ersten Seite der ersten Rückplatte entgegengesetzt ist.
Die erste Rückplatte kann auf einer, einer in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste Rückplatte herum bereitgestellt ist. Die erste Rückplatte kann alternativ dazu auf derselben Seite der Membran von einer in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste Rückplatte herum bereitgestellt ist.
Eine weitere Isolierschicht kann auf einer Seitenwand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückplatte der Silizium-MEMS-Vorrichtung angeordnet sein. Alternativ dazu kann jede der Seitenwände von einem oder mehreren aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten Rückwandplatte mit Isoliermaterial bedeckt sein. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann jede leitfähige Oberfläche der ersten Rückplatte zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt sein.
Die MEMS-Vorrichtung aus Silizium kann ein Kondensator-Silizium-Mikrophon sein. Alternativ dazu kann die MEMS-Vorrichtung aus Silizium ein Kondensator-Silizium-Mikrolautsprecher sein.
Die erste Rückplatte der MEMS-Vorrichtung aus Silizium kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die Membran kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die erste Isolierschicht und/oder jedes weitere Isoliermaterial kann aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem dielektrischen Material bestehen.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine MEMS-Vorrichtung aus Silizium bereitgestellt sein, die eine Membran, eine erste perforierte Rückplatte und eine Isolierschicht umfasst, die auf mindestens einer äußeren Wand von einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte angeordnet ist.
Die erste perforierte Rückplatte kann auf einer, einer in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung entgegengesetzten Seite der Membran angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist. Die erste perforierte Rückplatte kann alternativ dazu auf derselben Seite der Membran von einer in einem Gehäuse ausgebildeten Schallöffnung angeordnet sein, wobei das Gehäuse um die Membran und um die erste perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist.
Jede der äußeren Wände von einem aus der Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte kann mit Isoliermaterial bedeckt sein. In einer weiteren Ausführungsform ist jede leitfähige Oberfläche der ersten perforierten Rückplatte zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt.
Die Silizium-MEMS-Vorrichtung kann ein Kondensator-Silizium-Mikrophon sein.
Alternativ dazu kann die Silizium-MEMS-Vorrichtung ein Kondensator-Silizium-Mikrolautsprecher sein.
Die erste perforierte Rückplatte der Silizium-MEMS-Vorrichtung kann aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen. Die Membran kann auf ähnliche Art und Weise aus dotiertem Silizium, dotiertem Polysilizium, Metall, Silizid, Karbid oder aus einer oder mehreren Kohlenstoffschichten bestehen.
Die Isolierschicht und/oderjedes weitere Isoliermaterial kann aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem dielektrischen Material bestehen.
Die Erfindung ist zwar insbesondere mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden, für einen Fachmann ist jedoch ersichtlich, dass hierin verschiedene Abänderungen in der Form und im Detail vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, die in den angefügten Ansprüchen definiert sind. Der Schutzumfang der Erfindung ist somit durch die angefügten Ansprüche angezeigt, und alle Abänderungen, die sich im Sinne und im Rahmen der Äquivalenz der Ansprüche befinden, sollen daher davon umfasst sein.

Claims

Kondensatormikrophon (100), umfassend: eine Membran (304); eine erste perforierte Rückplatte (306); eine zweite perforierte Rückplatte (802), die auf einer Seite der Membran angeordnet ist, die einer Seite der Membran, auf der die erste perforierte Rückplatte angeordnet ist, entgegengesetzt ist; ein Gehäuse aufweisend eine Schallöffnung, wobei das Gehäuse um die Membran, die erste perforierte Rückplatte und die zweite perforierte Rückplatte herum bereitgestellt ist; eine erste Isolierschicht, die auf einer, der Membran (304) zugewandten ersten Seite der ersten Rückplatte (306) angeordnet ist, und eine zweite Isolierschicht, die auf einer zweiten Seite der ersten Rückplatte (306) angeordnet ist, die der ersten Seite der ersten Rückplatte (120) entgegengesetzt ist; eine dritte Isolierschicht, die auf einer, der Membran (304) zugewandten ersten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet ist, und eine vierte Isolierschicht, die auf einer zweiten Seite der zweiten Rückplatte angeordnet ist, die der ersten Seite der zweiten Rückplatte entgegengesetzt ist; wobei weitere Isolierschichten auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der ersten perforierten Rückplatte (306) angeordnet sind und mindestens einen jeweiligen Abschnitt jeder äußeren Wand, der der Membran am nächsten ist, abdecken; und wobei Isoliermaterial auf jeder äußeren Wand von mindestens einem aus einer Vielzahl an Perforationslöchern in der zweiten perforierten Rückplatte angeordnet ist und mindestens einen jeweiligen Abschnitt jeder äußeren Wand, der der Membran am nächsten ist, abdeckt.
Kondensatormikrophon (100) nach Anspruch 1, wobei jede leitfähige Oberfläche der ersten Rückplatte (306) zur Gänze mit Isoliermaterial bedeckt ist.
Kondensatormikrophon (100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Schaltkreis, der konfiguriert ist, der Membran (304) und ersten Rückplatte (306) eine Vorspannung bereitzustellen.