DE102017101195B3

DE102017101195B3 - Mikroelektromechanisches Mikrofon

Info

Publication number: DE102017101195B3
Application number: DE102017101195.1A
Authority: DE
Inventors: Alfons Dehe
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2037-01-24
Also published as: CN108347683A; US20180213334A1; US10397709B2

Abstract

Ein mikroelektromechanisches Mikrofon weist auf: eine wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildete flächige erste Elektrode, eine von der ersten Elektrode beabstandet angeordnete und wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leifähigen Material gebildete flächige zweite Elektrode, einen zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordneten Abstandshalter und eine in einem zwischen der ersten und der zweiten Elektrode definierten Raum angeordnete und in Richtung der ersten oder/und der zweiten Elektrode verlagerbare Membran, welche eine Membrandurchgangsöffnung aufweist, durch welche hindurch sich der Abstandshalter erstreckt, wobei der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode definierte Raum, in welchem die Membran angeordnet ist, in Gasaustauschverbindung mit der Umgebung des Mikrofons steht.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen allgemein ein mikroelektromechanisches Mikrofon.
Mikroelektromechanische Mikrofone haben in der modernen Kommunikation eine große Bedeutung erlangt. Bei der Herstellung mikroelektromechanischer Mikrofone besteht eine wesentliche Herausforderung darin, deren Komponenten mit einer wohldefinierten Gestalt herzustellen und sie in einer wohldefinierten Weise relativ zueinander anzuordnen. Ein wesentliches Problem hierbei resultiert aus mechanischen oder thermischen Spannungen, denen die Mikrofonkomponenten unterliegen und welche zu einer Verformung dieser Komponenten führen können, was wiederum eine wohldefinierte relative Positionierung der Komponenten eines mikroelektromechanischen Mikrofons erschwert.
Derartige Spannungen können intrinsische Ursachen haben und auf thermische sowie mechanische Belastungen während des Herstellungsprozesses zurückzuführen sein. Alternativ oder zusätzlich können solche Spannungen erst durch die Kopplung unterschiedlicher Komponenten entstehen, beispielsweise durch die Kopplung einer Mehrzahl von Komponenten mit voneinander verschiedenen thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Zur Herstellung eines mikroelektromechanischen Mikrofons mit reproduzierbaren Eigenschaften ist es daher erforderlich, die mechanischen Spannungen, welchen seine Komponenten ausgesetzt sind, zu minimieren.
Mikroelektromechanische Mikrofone sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2012 216 150 A1 sowie US 2014 / 0 210 020 A1 bekannt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein mikroelektromechanisches Mikrofon gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Beispielhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein mikroelektromechanisches Mikrofon mit wohldefinierten Eigenschaften bereitgestellt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein mikroelektromechanisches Mikrofon bereitgestellt, welches aufweist: eine wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildete flächige erste Elektrode, eine von der ersten Elektrode beabstandet angeordnete und wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leifähigen Material gebildete flächige zweite Elektrode, einen zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordneten Abstandshalter und eine in einem zwischen der ersten und der zweiten Elektrode definierten Raum angeordnete und in Richtung der ersten oder/und der zweiten Elektrode verlagerbare Membran, welche eine Membrandurchgangsöffnung aufweist, durch welche hindurch sich der Abstandshalter erstreckt, wobei der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode definierte Raum, in welchem die Membran angeordnet ist, in Gasaustauschverbindung mit der Umgebung des Mikrofons steht.
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nachfolgend durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben werden. Dabei ist:

1 eine schematische Querschnittdarstellung eines beispielhaften mikroelektromechanischen Mikrofons,
2 eine schematische Schaltanordnung zum Betreiben des in 1 gezeigten Mikrofons,
3 eine schematische Ansicht einer Federanordnung zwischen einer Elektrode und einem Halter und
4 eine schematische Ansicht eines Abschnitts einer Versteifungsstruktur einer Elektrode.

Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, welche zur Veranschaulichung spezifische Details und Ausführungsformen zeigen, in die die verschiedenen Ausführungsbeispiele in die Praxis umgesetzt werden können.
Der Begriff „beispielhaft“ wird hier verwendet, um „als Beispiel, als Exemplar oder zur Veranschaulichung dienend“ zu bedeuten. Jede hier als „beispielhaft“ beschriebene Ausführungsform oder Ausgestaltung soll nicht unbedingt als bevorzugt oder von Vorteil anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen gegenüber verstanden werden.
In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf dieselben Teile in den unterschiedlichen Ansichten. Die Zeichnungen dienen vordergründig der Veranschaulichung der Prinzipien verschiedener Ausführungsbeispiele und sind daher nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.
In 1 ist ein beispielhaftes mikroelektromechanisches Mikrofon 100 gezeigt. Das mikroelektromechanische Mikrofon 100 weist auf: eine flächige erste Elektrode 102 und eine von der ersten Elektrode 102 beabstandet angeordnete flächige zweite Elektrode 104.
Mit „flächig“ ist in der vorliegenden Anmeldung die Geometrie eines Bauteils bezeichnet, welches in einer ersten Richtung und in einer zu der ersten Richtung orthogonalen zweiten Richtung eine Wesentlich größere Erstreckung als in einer zu der ersten und der zweiten Richtung orthogonalen dritten Richtung (Dickenrichtung) aufweist.
Die erste sowie die zweite Elektrode 102, 104 sind wenigstens abschnittsweise oder sogar vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, wie etwa aus einem Metall oder aus einem polykristallinen Halbleitermaterial, z.B. Silizium.
Die erste oder/und die zweite Elektrode 102, 104 können Dicken d1 bzw. d2 von weniger als 1 µm, optional weniger als 500 nm, weiter optional weniger als 250 nm aufweisen. Die Durchmesser D1 bzw. D2 der ersten bzw. zweiten Elektrode 102, 104 können weniger als 1 mm, optional weniger als 750 µm, weiter optional weniger als 500 µm betragen. Obwohl die erste und die zweite Elektrode 102, 104 des in 1 gezeigten beispielhaften Mikrofons 100 mit im Wesentlichen gleichen Durchmessern gezeigt sind, ist dies selbstverständlich nicht zwingend der Fall. Diese spezielle Darstellung in 1 ist lediglich aus Einfachheitsgründen gewählt.
Das Mikrofon 100 weist außerdem eine in einem zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 definierten Raum R angeordnete Membran 106 auf, welche in Richtung der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 durch zu detektierende Schallwellen verlagerbar ist. Der Raum R steht mit der Umgebung des Mikrofons 100 in Gasaustauschverbindung, um eine effiziente Einkopplung von Schall gewährleisten zu können. Eine Gasaustauschverbindung zwischen dem Raum R und der Umgebung des Mikrofons kann beispielsweise durch eine in der ersten oder/und zweiten Elektrode 102, 104 bereitgestellte Mehrzahl von Elektrodendurchgangsöffnungen 103 bzw. 105 bereitgestellt werden. Hierdurch kann in dem Raum R für einen Gasdruck gesorgt werden, welcher gleich dem Umgebungsdruck ist. Die Elektrodendurchgangsöffnungen 103, 105 können beispielsweise Durchmesser in der Größenordnung von 1 µm aufweisen.
Die Membran 106 kann wenigstens abschnittsweise oder sogar vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein, beispielsweise aus einem Metall oder aus einem polykristallinen Halbleitermaterial, wie etwa aus polykristallinem Silizium.
Die Membran 106 weist einen Durchmesser D3 auf. Dieser kann weniger als 1 mm, optional weniger als 750 µm, weiter optional weniger als 500 µm betragen. Der Durchmesser D3 der Membran 106 kann abweichend von der Darstellung in 1 verschieden von den Durchmessern D1 und D2 der ersten bzw. der zweiten Elektrode 102, 104 sein. Die Dicke d3 der Membran 106 kann geringer als die Dicken d1 und d2 der ersten bzw. zweiten Elektrode 102, 104 sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Dicke d3 der Membran 106 weniger als 500 nm, optional weniger als 250 nm, weiter optional weniger als 100 nm, betragen.
Die Membran 106 bildet in der in 1 gezeigten Konfiguration mit der ersten Elektrode 102 einen ersten Kondensator und mit der zweiten Elektrode 104 einen zweiten Kondensator. Eine durch zu detektierende Schallwellen bedingte Verlagerung der Membran 106 verursacht dabei eine Änderung der Kapazität sowohl des ersten Kondensators als auch des zweiten Kondensators, welche mit einem geeigneten Ausleseschaltkreis ausgelesen werden kann. Die dadurch induzierte Kapazitätsänderung enthält Informationen über die zu detektierenden Schallwellen, wie etwa den Schalldruck oder die Schallfrequenz.
Die in 1 gezeigte Anordnung bietet insbesondere die Möglichkeit einer differenziellen Signalmessung, bei welcher an die Membran 106 eine elektrische Referenzspannung und an die erste sowie die zweite Elektrode 102, 104 elektrische Spannungen mit gleichen Beträgen aber mit unterschiedlichen Vorzeichen relativ zur Referenzspannung angelegt werden. Durch Kombinieren der zwischen der Membran 106 und der ersten Elektrode 102 gemessenen Signale mit den zwischen der Membran 106 und der zweiten Elektrode 104 gemessenen Signalen, beispielsweise durch Subtrahieren eines Signals von dem anderen, können gemeinsame Rauschbeiträge unterdrückt und ein hoher Grad an Linearität erzielt werden.
Eine beispielhafte Schaltanordnung zum elektrischen Verschalten der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 einerseits und der Membran 106 andererseits ist in 2 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, kann das Mikrofon 100 eine Steuerungseinheit S (beispielsweise ein oder mehrere Steuerungsschaltkreise, beispielsweise ein oder mehrere Prozessoren) aufweisen, welche mit der ersten Elektrode 102, der zweiten Elektrode 104 und der Membran 106 über jeweilige elektrische Leitungen L1, L2, L3 verbunden und dazu eingerichtet ist, an die erste Elektrode 102, die zweite Elektrode 104 und die Membran 106 jeweilige elektrische Spannungen anzulegen und die Kapazität zwischen der Membran 106 und der ersten Elektrode 102 zu ermitteln oder/und die Kapazität zwischen der Membran 106 und der zweiten Elektrode 104 zu ermitteln. Die Steuerungseinheit S kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, an die Membran 106 eine elektrische Referenzspannung V_Ref und an die erste sowie die zweite Elektrode 102, 104 voneinander verschiedene elektrische Spannungen anzulegen. Wie in 2 gezeigt, kann eine Spannung V₀ an die erste Elektrode 102 und eine betragsgleiche Spannung -V₀ an die zweite Elektrode 104 angelegt werden (d.h. betragsgleiche Spannungen mit entgegengesetzten Vorzeichen). Hierdurch kann das vorangehend beschriebene differenzielle Messschema realisiert werden.
Eine präzise Schallmessung kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die erste und die zweite Elektrode 102, 104 einen wohldefinierten Abstand voneinander haben, um eine wohldefinierte Kondensatorgeometrie zu definieren. Ein wohldefinierter Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 kann durch wenigstens einen oder durch eine Mehrzahl von Abstandshaltern 108 zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 bereitgestellt werden.
Bei dem in 1 gezeigten Mikrofon 100 ist eine Mehrzahl von Abstandshaltern 108 bereitgestellt. Die Membran 106 weist eine Mehrzahl von Membrandurchgangsöffnungen 110 auf, durch welche hindurch sich jeweils ein Abstandshalter 108 erstreckt. Hierdurch besteht grundsätzlich die Möglichkeit, einen Abstandshalter 108 in einem von einem Randbereich verschiedenen Abschnitt der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 bereitzustellen, um dadurch in einem mittleren Bereich der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 einen definierten Abstand einstellen zu können. Ist, wie in 1 gezeigt, eine Mehrzahl von Abstandshaltern 108 vorgesehen, kann eine engmaschige Abstandshalteranordnung bereitgestellt werden, mit deren Hilfe der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 akkurat über die gesamte Erstreckung der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 eingestellt werden kann. Die Abstände zwischen benachbarten Abstandshaltern 108 können ca. 10 bis 100 µm, beispielsweise 25 bis 75 µm, wie etwa ca. 40 bis 60 µm betragen.
Eine Membrandurchgangsöffnung 110 kann eine in der Membran 106 durchgehend in deren Dickenrichtung bereitgestellte Öffnung sein, welche in der Membranebene allseitig von Membranmaterial begrenzt ist.
Wenigstens einer der Abstandshalter 108, optional eine Mehrzahl der Abstandshalter 108, weiter optional alle Abstandshalter 108, kann bzw. können in permanentem körperlichem Kontakt zu der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 stehen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann bzw. können wenigstens ein Abstandshalter 108, optional eine Mehrzahl der Abstandshalter 108, weiter optional alle Abstandshalter 108, einstückig mit der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 verbunden sein. Hierdurch kann der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 konstant gehalten werden, da ein Durchbiegen der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 zu der jeweils anderen Elektrode hin und von dieser weg wirksam verhindert werden kann.
Wenigstens ein Abstandshalter 108, eine Mehrzahl der Abstandshalter 108 oder sogar alle Abstandshalter 108 können aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sein, etwa aus SiO₂ oder Si₃N₄, oder aus einer Kombination aus einem elektrisch isolierenden Material mit einem elektrisch leitfähigen Material, etwa einem Metall oder einem polykristallinen Halbleitermaterial, z.B. polykristallinem Silizium, wodurch die kapazitive Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104 verringerbar ist, die sonst problematisch sein kann, da die erste und die zweite Elektrode 102, 104 auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen liegen.
Ein elektrisch leitfähiges Material im Sinne dieser Anmeldung kann ein Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit von mehr als 10 S/m, z.B. mehr als 10²S/m oder mehr als 10⁴ S/m oder sogar mehr als 10⁶ S/m sein. Ein elektrisch isolierendes Material im Sinne dieser Anmeldung kann ein Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10^-2 S/m, z.B. weniger als 10^-5 S/m oder sogar weniger als 10^-7 S/m sein.
Ist ein Abstandshalter 108 abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, kann er als Teil einer elektrischen Zuleitung zu der ersten oder der zweiten Elektrode 102, 104 genutzt werden.
Um die Verlagerbarkeit der Membran 106 zu der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 hin nicht zu beeinträchtigen, kann vorgesehen sein, dass sich wenigstens ein Abstandshalter 108, eine Mehrzahl der Abstandshalter 108, oder sogar alle Abstandshalter berührungsfrei durch die jeweiligen Membrandurchgangsöffnungen 110 hindurch erstrecken. In einer beispielhaften Ausführungsform tritt die Membran 106 in keiner ihrer Stellungen mit den Abstandshaltern 108 in Kontakt. Hierdurch kann für eine hohe Linearität der Mikrofonantwort auf zu detektierende Schallwellen gesorgt werden.
Der Durchmesser eines Abstandshalters 108 kann ca. 1 bis 5 µm betragen. Der Durchmesser einer Membrandurchgangsöffnung 110 kann um 10% bis 100%, optional um 25% bis 75%, weiter optional um 40% bis 60%, größer als der Durchmesser eines sich durch die betreffende Membrandurchgangsöffnung 110 hindurch erstreckenden Abstandshalters 108 sein. Die obigen Beziehungen können selbstverständlich für eine Mehrzahl von Membrandurchgangsöffnungen 110 oder sogar für alle Membrandurchgangsöffnungen 110 und die sich durch diese hindurch erstreckenden Abstandshalter 108 gelten. Durch diese Durchmesser kann eine Luftströmung durch die Membrandurchgangsöffnungen 110 im Falle einer Verlagerung der Membran 106 begrenzt werden, was wiederum die durch die Luftströmung bedingten Rauschbeiträge begrenzt.
Das Mikrofon 100 kann ferner, wie in 1 gezeigt, einen Halter 112 aufweisen, an welchem die erste und die zweite Elektrode 102, 104 mittels einer Federanordnung 114 federnd gehalten sein können. Der Halter 112 kann eine ringartige oder ringsegmentartige Gestalt aufweisen. Die Federanordnung 114 kann mit einem Innenumfangsbereich 112a des Halters 112 verbunden sein, optional einstückig verbunden sein. Die Federanordnung 114 kann mit einem Außenumfangsbereich 102a der ersten Elektrode 102 oder/und einem Außenumfangsbereich 104a der zweiten Elektrode 104 verbunden sein, optional einstückig verbunden sein.
Wie in 1 angedeutet, kann die Federanordnung 114 eine erste Federanordnung 114-1, mittels welcher die erste Elektrode 102 federnd am Halter 112 gehalten ist, und eine von der ersten Federanordnung 114-1 verschiedene zweite Federanordnung 114-2, mittels welcher die zweite Elektrode 104 federnd am Halter 112 gehalten ist, aufweisen. Die erste Federanordnung 114-1 und die zweite Federanordnung 114-2 können voneinander verschiedene Federkonstanten aufweisen. Bei dem in 1 gezeigten beispielhaften Mikrofon 100 kann die zweite Federanordnung 114-2 eine kleinere Federkonstante als die erste Federanordnung 114-1 aufweisen, was durch die unterschiedlichen Stärken der Linien angedeutet ist, durch die die erste bzw. zweite Federanordnung 114-1, 114-2 dargestellt sind. Hierdurch besteht insbesondere die Möglichkeit, die zweite Elektrode 104 von dem Halter 112 mechanisch weitestgehend zu entkoppeln, um beispielsweise eine thermisch bedingte mechanische Belastung der zweiten Elektrode 104 durch den Halter 112 zu verhindern, welche beispielsweise dann auftreten kann, wenn der Halter 112 und die zweite Elektrode 104 aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten gebildet sind.
Eine im Vergleich hierzu bessere Entkopplung der zweiten Elektrode 104 von dem Halter 112 kann bereitgestellt werden, wenn auf die zweite Federanordnung 114-2 gänzlich verzichtet wird. In einem derart ausgebildeten Mikrofon 100 ist die zweite Elektrode 104 ausschließlich über die Abstandshalter 108 an der ersten Elektrode 102 gehalten. In einer derartigen Ausführungsform kann die Federanordnung 114 identisch mit der ersten Federanordnung 114-1 sein.
Eine beispielhafte Federanordnung 114 ist in 3 gezeigt. Diese kann zwischen der ersten Elektrode 102 und dem Halter 112 bereitgestellt sein. Bei dem in 1 gezeigten Mikrofon entspricht diese somit der ersten Federanordnung 114-1. Selbstverständlich kann auch die zweite Elektrode 104 mit einer zweiten Federanordnung 114-2 an den Halter 112 gekoppelt sein, welche ähnlich der in 3 gezeigten Federanordnung 114 aufgebaut sein kann. Aus Einfachheitsgründen wird in der nachfolgenden Beschreibung unterstellt, dass es sich bei der in 3 gezeigten Elektrode um die erste Elektrode 102 handelt.
Die Federanordnung 114 kann eine Mehrzahl von Federanordnungssegmenten 116 aufweisen, welche aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung U angeordnet sind. Wie in 3 angedeutet, können die Federanordnungssegmente 116 identisch aufgebaut sein.
Ein bzw. jedes Federanordnungssegment 116 kann aufweisen: einen mit der ersten Elektrode 102 verbundenen Elektrodenverbindungssteg 116-1, einen mit dem Elektrodenverbindungssteg 116-1 verbundenen und sich in Umfangsrichtung U erstreckenden Zwischenverbindungssteg 116-2 und einen mit dem Zwischenverbindungssteg 116-2 und dem Halter 112 verbundenen Halterverbindungssteg 116-3. Der Zwischenverbindungssteg 116-2 kann eine ringsegmentartige Gestalt aufweisen und in dem radialen Zwischenraum zwischen der ersten Elektrode 102 und dem Halter 112 angeordnet sein.
Wie in 3 gezeigt, können der Elektrodenverbindungssteg 116-1 und der Halterverbindungssteg 116-3 gegeneinander in Umfangsrichtung U versetzt sein und eine geringere Erstreckung in Umfangsrichtung U im Vergleich zu dem Zwischenverbindungssteg 116-2 aufweisen. Hierdurch können beispielsweise Luftdurchgangsöffnungen 118 zwischen der ersten Elektrode 102 und dem Halter 112 gebildet werden, durch welche der zwischen der ersten Elektrode 102 und der zweiten Elektrode 104 gebildete Raum R mit der Umgebung des Mikrofons 100 in Gasaustauschverbindung stehen kann. Der Elektrodenverbindungssteg 116-1 und der Halterverbindungssteg 116-3 können mit in Umfangsrichtung U entgegengesetzten Enden des Zwischenverbindungsstegs 116-2 verbunden sein.
Die in 3 gezeigte beispielhafte Federanordnung 114 eignet sich insbesondere dafür, die Federanordnung 114 sowohl mit der betreffenden Elektrode 102 als auch mit dem Halter 112 einstückig zu bilden.
Wie in 1 angedeutet, kann auch die Membran 106 über Federelemente 107 federnd am Halter 112 gehalten sein. Die Federelemente 107 können Randabschnitte der Membran 106 sein und eine Wesentlich geringere Federkonstante als die Federanordnung 114 aufweisen, um eine hohe Membranverlagerbarkeit gewährleisten zu können. Wie in 1 gezeigt, kann die Membran 106 zudem durch ein Stützelement 109 an der ersten Elektrode 102 getragen sein. Das Stützelement 109 kann eine im Wesentlichen ringartige Gestalt aufweisen. Das Stützelement 109 kann aus einem Oxid, wie etwa aus SiO₂, gebildet sein.
Um spannungsbedingte Verformungen der ersten oder/und der zweiten Elektrode 102, 104 vermeiden zu können, kann bzw. können die erste oder/und die zweite Elektrode 102, 104 eine Versteifungsstruktur aufweisen. Bei dem in 1 gezeigten beispielhaften Mikrofon 100 ist lediglich die erste Elektrode 102 mit einer Versteifungsstruktur 120 versehen. Hierdurch kann die erste Elektrode 102 mit einer hohen Steifigkeit bereitgestellt werden und eignet sich daher insbesondere als Träger für die zweite Elektrode 104, welche in diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zu der ersten Elektrode 102 schwächer oder gar nicht an den Halter 112 mechanisch gekoppelt ist.
Die Versteifungsstruktur 120 kann eine Mehrzahl von Versteifungsstruktureinheitszellen 120a aufweisen. Eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Versteifungsstruktur 120 der ersten Elektrode 102 bei Betrachtung der ersten Elektrode 102 aus der durch das Bezugszeichen A in 1 angedeuteten Richtung ist in 4 gezeigt.
Wie in 4 gezeigt, kann wenigstens eine Versteifungsstruktureinheitszelle 120a durch eine geschlossen umlaufende Wandung 122 definiert sein. Die Wandung 122 kann eine vieleckige Gestalt, etwa eine hexagonale Gestalt, aufweisen. Hierdurch kann die Versteifungsstruktur 120 lückenlos aus einer Mehrzahl von identischen Versteifungsstruktureinheitszellen 120a aufgebaut werden.
Ferner kann wenigstens eine Versteifungsstruktureinheitszelle 120a eine Elektrodendurchgangsöffnung 103 umranden. Bei dem in den Figuren gezeigten Mikrofon 100 umranden die Versteifungsstruktureinheitszellen 120a jeweils eine einzige Elektrodendurchgangsöffnung 103. Durch diese Ausgestaltung kann eine mechanisch stabile erste Elektrode 102 bereitgestellt werden, da hierdurch sichergestellt wird, dass im Bereich zwischen zwei beliebigen Elektrodendurchgangsöffnungen 103 eine Wandung 122 verläuft, wodurch die durch die Elektrodendurchgangsöffnungen 103 bedingte Materialschwächung der ersten Elektrode 102 durch die Wandung 122 ausgeglichen werden kann.
Die erste Elektrode 102 kann im Bereich der Wandungen 122 eine Dicke d1' aufweisen, welche größer als die Dicke d1 in von den Wandungen 122 verschiedenen Bereichen der ersten Elektrode 102 ist. Diese kann beispielsweise Werte im Bereich zwischen 1 bis 50 µm, beispielsweise zwischen 10 bis 40 µm, wie etwa zwischen 20 bis 30 µm, annehmen.
Wie in 1 gezeigt, kann die zweite Elektrode 104 eine Mehrzahl von zu der Membran 106 weisenden Elektrodenantihaftvorsprüngen 124 aufweisen. Hierdurch kann ein Anhaften der Membran 106 an der zweiten Elektrode 104 im Falle großer Auslenkungen der Membran 106 in Richtung der zweiten Elektrode 104 verhindert werden. Wenigstens einer der Elektrodenantihaftvorsprünge 124 kann sich in Richtung der Membran 106 verjüngen. Durch diese Gestalt kann ein Anhaften der Membran 106 an der zweiten Elektrode 104 besonders wirksam verhindert werden, da im Falle eines Kontakts zwischen der Membran 106 und der zweiten Elektrode 104 die Berührungsfläche sehr klein ist.
Selbstverständlich kann auch die erste Elektrode 102 mit wenigstens einem zu der Membran 106 weisenden Elektrodenantihaftvorsprung oder einer Mehrzahl von derartigen Elektrodenantihaftvorsprüngen bereitgestellt sein. Auch die an der ersten Elektrode bereitgestellten Elektrodenantihaftvorsprünge können eine sich in Richtung der Membran 106 verjüngende Form aufweisen.
Wie in 1 gezeigt, kann die Membran 106 eine Mehrzahl von Membranantihaftvorsprüngen 126 aufweisen, welche zu der ersten Elektrode 102 weisen. Durch die Membranantihaftvorsprünge 126 kann im Wesentlichen der gleiche Effekt wie mit den Elektrodenantihaftvorsprüngen 124 erzielt werden. Die Membranantihaftvorsprünge 126 können eine sich in Richtung der ersten Elektrode 102 verjüngende Gestalt aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Membran 106 wenigstens einen zu der zweiten Elektrode 104 weisenden Membranantihaftvorsprung aufweisen. Eine Mehrzahl derartiger Membranantihaftvorsprüngen ist selbstverständlich ebenso denkbar.
Ein vorangehend beschriebenes Mikrofon 100 kann Teil einer mobilen Vorrichtung sein. Eine mobile Vorrichtung kann eine Vorrichtung sein, welche von einer Person ohne weitere Hilfsmittel getragen werden kann. Eine derartige mobile Vorrichtung kann beispielsweise als Mobiltelefon, als Tablet oder als Laptop ausgebildet sein oder ein Mobiltelefon, ein Tablet oder ein Laptop aufweisen.
Nachfolgend werden nun zahlreiche Beispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Beispiel 1 ist ein mikroelektromechanisches Mikrofon, welches aufweist: eine wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildete flächige erste Elektrode, eine von der ersten Elektrode beabstandet angeordnete und wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leifähigen Material gebildete flächige zweite Elektrode, einen zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordneten Abstandshalter und eine in einem zwischen der ersten und der zweiten Elektrode definierten Raum angeordnete und in Richtung der ersten oder/und der zweiten Elektrode verlagerbare Membran, welche eine Membrandurchgangsöffnung aufweist, durch welche hindurch sich der Abstandshalter erstreckt, wobei der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode definierte Raum, in welchem die Membran angeordnet ist, in Gasaustauschverbindung mit der Umgebung des Mikrofons steht.
Im Beispiel 2 kann der Gegenstand des Beispiels 1 optional ferner aufweisen, dass der Durchmesser der Membrandurchgangsöffnung um 10% bis 100%, optional um 25% bis 75%, weiter optional um 40% bis 60%, größer als der Durchmesser des sich durch die Membrandurchgangsöffnung hindurch erstreckenden Abstandshalters ist.
Im Beispiel 3 kann der Gegenstand des Beispiels 1 oder 2 optional ferner aufweisen, dass sich der Abstandshalter durch die Membrandurchgangsöffnung in wenigstens einer Membranstellung, optional in allen Membranstellungen, berührungsfrei hindurch erstreckt.
Im Beispiel 4 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 3 optional ferner eine Mehrzahl von Abstandshaltern zwischen der ersten und der zweiten Elektrode aufweisen.
Im Beispiel 5 kann der Gegenstand des Beispiels 4 optional ferner aufweisen, dass die Membran eine Mehrzahl von Membrandurchgangsöffnungen aufweist, durch welche hindurch sich jeweils Abstandshalter erstreckt.
Im Beispiel 6 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 5 optional ferner aufweisen, dass wenigstens ein Abstandshalter, optional eine Mehrzahl von Abstandshaltern, weiter optional alle Abstandshalter, in permanentem körperlichem Kontakt zu der ersten oder/und der zweiten Elektrode steht bzw. stehen.
Im Beispiel 7 kann der Gegenstand des Beispiels 6 optional ferner aufweisen, dass wenigstens ein Abstandshalter, optional eine Mehrzahl von Abstandshaltern, weiter optional alle Abstandshalter, einstückig mit der ersten oder/und der zweiten Elektrode ausgebildet ist bzw. sind.
Im Beispiel 8 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 7 optional ferner aufweisen, dass wenigstens ein Abstandshalter, optional eine Mehrzahl von Abstandshaltern, weiter optional alle Abstandshalter, aus einem elektrisch isolierenden Material oder/und einem elektrischen leitfähigen Material gebildet ist bzw. sind.
Im Beispiel 9 kann der Gegenstand des Beispiels 8 optional ferner aufweisen, dass wenigstens ein wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildeter Abstandshalter einen Teil einer elektrischen Zuleitung zu der ersten oder/und der zweiten Elektrode bildet.
Im Beispiel 10 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 9 optional ferner einen Halter, an welchem wenigstens eine von der ersten und der zweiten Elektrode, optional die erste und die zweite Elektrode, mittels einer Federanordnung federnd gehalten ist, aufweisen.
Im Beispiel 11 kann der Gegenstand des Beispiels 10 optional ferner aufweisen, dass der Halter eine ringartige oder ringsegmentartige Gestalt mit einem Innenumfangsbereich aufweist, mit welchem die Federanordnung, optional einstückig, verbunden ist.
Im Beispiel 12 kann der Gegenstand des Beispiels 10 oder 11 optional ferner aufweisen, dass die Federanordnung mit einem Außenumfangsbereich der ersten oder/und der zweiten Elektrode, optional einstückig, verbunden ist.
Im Beispiel 13 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11 oder 12 optional ferner aufweisen, dass die Federanordnung wenigstens ein Federanordnungssegment aufweist, welches aufweisen kann: einen mit der ersten oder/und der zweiten Elektrode verbundenen Elektrodenverbindungssteg, einen mit dem Elektrodenverbindungssteg verbundenen und sich in Umfangsrichtung des Halters erstreckenden, optional ringsegmentartigen, Zwischenverbindungssteg und einen mit dem Zwischenverbindungssteg und dem Halter verbundenen Halterverbindungssteg.
Im Beispiel 14 kann der Gegenstand des Beispiels 13 optional ferner aufweisen, dass der Elektrodenverbindungssteg oder/und der Halterverbindungssteg in der Umfangsrichtung eine geringere Erstreckung als der Zwischenverbindungssteg aufweist bzw. aufweisen, wobei optional der Elektrodenverbindungssteg und der Halterverbindungssteg in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.
Im Beispiel 15 kann der Gegenstand des Beispiels 13 oder 14 optional ferner eine Mehrzahl von Federanordnungssegmenten aufweisen, welche optional in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Im Beispiel 16 kann der Gegenstand eines der Beispiele 10 bis 15 optional ferner aufweisen, dass die Federanordnung aufweist: eine erste Federanordnung, mittels welcher die erste Elektrode federnd am Halter gehalten ist, und eine von der ersten Federanordnung verschiedene zweite Federanordnung, mittels welcher die zweite Elektrode federnd am Halter gehalten ist.
Im Beispiel 17 kann der Gegenstand des Beispiels 16 optional ferner aufweisen, dass die erste und die zweite Federanordnung voneinander verschiedene Federkonstanten aufweisen.
Im Beispiel 18 kann der Gegenstand eines der Beispiele 10 bis 15 optional ferner aufweisen, dass nur eine von der ersten und der zweiten Elektrode mittels der Federanordnung mit dem Halter verbunden ist, wobei optional die jeweils andere aus der ersten und der zweiten Elektrode mittels des Abstandshalters an der mittels der Federanordnung am Halter federnd gehaltenen Elektrode gehalten ist.
Im Beispiel 19 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 18 optional ferner aufweisen, dass die erste oder/und die zweite Elektrode eine Versteifungsstruktur aufweist bzw. aufweisen.
Im Beispiel 20 kann der Gegenstand des Beispiels 19 optional ferner aufweisen, dass die Versteifungsstruktur eine Mehrzahl von Versteifungsstruktureinheitszellen aufweist.
Im Beispiel 21 kann der Gegenstand des Beispiels 20 optional ferner aufweisen, dass wenigstens eine Versteifungsstruktureinheitszelle, optional eine Mehrzahl von Versteifungsstruktureinheitszellen, weiter optional alle Versteifungsstruktureinheitszellen, durch eine geschlossen umlaufende Wandung definiert ist bzw. sind, wobei die Wandung mit einer vieleckigen Gestalt, etwa einer hexagonalen Gestalt, ausgebildet ist.
Im Beispiel 22 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 21 optional ferner aufweisen, dass die erste oder/und die zweite Elektrode wenigstens eine Elektrodendurchgangsöffnung, optional eine Mehrzahl von Elektrodendurchgangsöffnungen, aufweist bzw. aufweisen.
Im Beispiel 23 kann der Gegenstand der Beispiele 21 und 22 optional ferner aufweisen, dass die Wandung wenigstens einer Versteifungsstruktureinheitszelle eine Elektrodendurchgangsöffnung umrandet, optional die Wandungen einer Mehrzahl von Versteifungsstruktureinheitszellen jeweils eine Elektrodendurchgangsöffnung umranden, weiter optional die Wandung jeder Versteifungsstruktureinheitszelle eine Elektrodendurchgangsöffnung umrandet.
Im Beispiel 24 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 23 optional ferner aufweisen, dass die erste oder/und die zweite Elektrode wenigstens einen zu der Membran weisenden Elektrodenantihaftvorsprung, optional eine Mehrzahl von zu der Membran weisenden Elektrodenantihaftvorsprüngen, aufweist bzw. aufweisen.
Im Beispiel 25 kann der Gegenstand des Beispiels 24 optional ferner aufweisen, dass sich der wenigstens eine Elektrodenantihaftvorsprung, optional die Mehrzahl von Elektrodenantihaftvorsprüngen, weiter optional alle Elektrodenantihaftvorsprünge, in Richtung zu der Membran hin verjüngt bzw. verjüngen.
Im Beispiel 26 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 25 optional ferner aufweisen, dass die Membran wenigstens einen zu der ersten oder der zweiten Elektrode weisenden Membranantihaftvorsprung, optional eine Mehrzahl von zu der ersten oder/und der zweiten Elektrode weisenden Membranantihaftvorsprüngen, aufweist.
Im Beispiel 27 kann der Gegenstand des Beispiels 26 optional ferner aufweisen, dass sich der wenigstens eine Membranantihaftvorsprung, optional die Mehrzahl von Membranantihaftvorsprüngen, weiter optional alle Membranantihaftvorsprünge, mit zunehmendem Abstand von der Membran verjüngt bzw. verjüngen.
Im Beispiel 28 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 27 optional ferner eine Steuerungseinheit aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, an die erste Elektrode, die zweite Elektrode sowie die Membran jeweils eine elektrische Spannung anzulegen und eine Kapazität zwischen der Membran und der ersten Elektrode sowie eine Kapazität zwischen der Membran und der zweiten Elektrode zu ermitteln.
Im Beispiel 29 kann der Gegenstand des Beispiels 28 optional ferner aufweisen, dass die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, an die Membran eine elektrische Referenzspannung und an die erste Elektrode sowie an die zweite Elektrode relativ zu der Referenzspannung voneinander verschiedene elektrische Spannungen anzulegen, optional betragsgleiche elektrische Spannungen mit unterschiedlichen bzw. entgegengesetzten Vorzeichen (Polaritäten) relativ zu der Referenzspannung
Beispiel 30 ist eine mobile Vorrichtung, aufweisend ein mikroelektromechanisches Mikrofon nach einem der Beispiele 1 bis 29.
Im Beispiel 31 ist die mobile Vorrichtung des Beispiels 30 optional als Mobiltelefon konfiguriert.
Die Erfindung ist zwar mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen speziell dargestellt und beschrieben worden, trotzdem wird es für den Fachmann offenkundig sein, dass verschiedene Abänderungen bezüglich Form und Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne von dem durch die beigefügten Ansprüche definierten Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung wird somit durch die beigefügten Ansprüche definiert und alle Abänderungen, die im Sinne und Äquivalenzbereich der Ansprüche liegen, sind daher als davon umfasst zu verstehen.

Claims

Mikroelektromechanisches Mikrofon (100), aufweisend: eine wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildete flächige erste Elektrode (102), eine von der ersten Elektrode (102) beabstandet angeordnete und wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leifähigen Material gebildete flächige zweite Elektrode (104), einen zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) angeordneten Abstandshalter (108), eine in einem zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) definierten Raum (R) angeordnete und in Richtung der ersten oder/und der zweiten Elektrode (102, 104) verlagerbare Membran (106), welche eine Membrandurchgangsöffnung (110) aufweist, durch welche hindurch sich der Abstandshalter (108) erstreckt, wobei der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) definierte Raum (R), in welchem die Membran (106) angeordnet ist, in Gasaustauschverbindung mit der Umgebung des Mikrofons (100) steht, und einen Halter (112), an welchem wenigstens eine von der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) mittels einer Federanordnung (114) federnd gehalten ist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Membrandurchgangsöffnung (110) um 10% bis 100%, optional um 25% bis 75%, weiter optional um 40% bis 60%, größer als der Durchmesser des sich durch die Membrandurchgangsöffnung (110) hindurch erstreckenden Abstandshalters (108) ist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der Abstandshalter (108) durch die Membrandurchgangsöffnung (110) in wenigstens einer Membranstellung, optional in allen Membranstellungen, berührungsfrei hindurch erstreckt.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend eine Mehrzahl von Abstandshaltern (108) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104).
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 4, wobei die Membran (106) eine Mehrzahl von Membrandurchgangsöffnungen (110) aufweist, durch welche hindurch sich jeweils ein Abstandshalter (108) erstreckt.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenigstens ein Abstandshalter (108), optional eine Mehrzahl von Abstandshaltern (108), weiter optional alle Abstandshalter (108), in permanentem körperlichem Kontakt zu der ersten oder/und der zweiten Elektrode (102, 104) steht bzw. stehen.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens ein Abstandshalter (108), optional eine Mehrzahl von Abstandshaltern (108), weiter optional alle Abstandshalter (108), aus einem elektrisch isolierenden Material oder/und einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist bzw. sind.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 7, wobei wenigstens ein wenigstens abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildeter Abstandshalter (108) einen Teil einer elektrischen Zuleitung zu der ersten oder der zweiten Elektrode (102, 104) bildet.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste und die zweite Elektrode (102, 104) mittels der Federanordnung (114) federnd an dem Halter (112) gehalten sind.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Halter (112) eine ringartige oder ringsegmentartige Gestalt mit einem Innenumfangsbereich (112a) aufweist, mit welchem die Federanordnung (114), optional einstückig, verbunden ist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Federanordnung (114) mit einem Außenumfangsbereich der ersten oder/und der zweiten Elektrode (102, 104) verbunden ist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Federanordnung (114) wenigstens ein Federanordnungssegment (116) aufweist, welches aufweist: einen mit der ersten oder der zweiten Elektrode (102, 104) verbundenen Elektrodenverbindungssteg (116-1), einen mit dem Elektrodenverbindungssteg (116-1) verbundenen und sich in Umfangsrichtung (U) erstreckenden, optional ringsegmentartigen, Zwischenverbindungssteg (116-2) und einen mit dem Zwischenverbindungssteg (116-2) und dem Halter (112) verbundenen Halterverbindungssteg (116-3).
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 12, wobei der Elektrodenverbindungssteg (116-1) oder/und der Halterverbindungssteg (116-3) in der Umfangsrichtung (U) eine geringere Erstreckung als der Zwischenverbindungssteg (116-2) aufweist bzw. aufweisen, wobei optional der Elektrodenverbindungssteg (116-1) und der Halterverbindungssteg (116-3) in der Umfangsrichtung (U) gegeneinander versetzt sind.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 12 oder 13, aufweisend eine Mehrzahl von Federanordnungssegmenten (116), welche optional in der Umfangsrichtung (U) aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Federanordnung (114) aufweist: eine erste Federanordnung (114-1), mittels welcher die erste Elektrode (102) federnd am Halter (112) gehalten ist, und eine von der ersten Federanordnung (114-1) verschiedene zweite Federanordnung (114-2), mittels welcher die zweite Elektrode (104) federnd am Halter (112) gehalten ist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die erste oder/und die zweite Elektrode (102, 104) eine Versteifungsstruktur (120) aufweist bzw. aufweisen.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 16, wobei die Versteifungsstruktur (120) eine Mehrzahl von Versteifungsstruktureinheitszellen (120a) aufweist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 17, wobei wenigstens eine Versteifungsstruktureinheitszelle (120a), optional eine Mehrzahl von Versteifungsstruktureinheitszellen (120a), weiter optional alle Versteifungsstruktureinheitszellen (120a), durch eine geschlossen umlaufende Wandung (122) definiert ist bzw. sind, wobei die Wandung (122) mit einer vieleckigen Gestalt, etwa einer hexagonalen Gestalt, ausgebildet ist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die erste oder/und die zweite Elektrode (102, 104) wenigstens eine Elektrodendurchgangsöffnung (103), optional eine Mehrzahl von Elektrodendurchgangsöffnungen (103), aufweist bzw. aufweisen.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 18 und 19, wobei die Wandung (122) wenigstens einer Versteifungsstruktureinheitszelle (120a) eine Elektrodendurchgangsöffnung (103) umrandet, optional die Wandungen (122) einer Mehrzahl von Versteifungsstruktureinheitszellen (120a) jeweils eine Elektrodendurchgangsöffnung (103) umranden, weiter optional die Wandung (122) jeder Versteifungsstruktureinheitszelle (120a) eine Elektrodendurchgangsöffnung (103) umrandet.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die erste oder/und die zweite Elektrode (102, 104) wenigstens einen zu der Membran (106) weisenden Elektrodenantihaftvorsprung (124), optional eine Mehrzahl von zu der Membran (106) weisenden Elektrodenantihaftvorsprüngen (124), aufweist bzw. aufweisen.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Membran (106) wenigstens einen zu der ersten oder der zweiten Elektrode (102, 104) weisenden Membranantihaftvorsprung (126), optional eine Mehrzahl von zu der ersten oder/und der zweiten Elektrode (102, 104) weisenden Membranantihaftvorsprüngen (126), aufweist.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, ferner aufweisend eine Steuerungseinheit (S), welche dazu eingerichtet ist, an die erste Elektrode (102), die zweite Elektrode (104) sowie die Membran (106) jeweils eine elektrische Spannung (V₀, V_Ref, -V₀) anzulegen und eine Kapazität zwischen der Membran (106) und der ersten Elektrode (102) sowie eine Kapazität zwischen der Membran (106) und der zweiten Elektrode (104) zu ermitteln.
Mikroelektromechanisches Mikrofon (100) nach Anspruch 23, wobei die Steuerungseinheit (S) dazu eingerichtet ist, an die Membran (106) eine elektrische Referenzspannung (V_Ref) und an die erste Elektrode (102) sowie an die zweite Elektrode (104) relativ zu der Referenzspannung (V_Ref) voneinander verschiedene elektrische Spannungen (V₀, -V₀) anzulegen, optional betragsgleiche elektrische Spannungen (V₀, -V₀) mit entgegengesetzten Vorzeichen relativ zu der Referenzspannung (V_Ref).