CN105556658A - 形成铁电存储器单元的方法及相关半导体装置结构 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种形成铁电存储器单元的方法。所述方法包括形成展现所要主要结晶取向的电极材料。在所述电极材料之上形成铪基材料且所述铪基材料经结晶以引发具有所要结晶取向的铁电材料的形成。本发明也描述额外方法，以及包含铁电材料的半导体装置结构。

Description

形成铁电存储器单元的方法及相关半导体装置结构
优先权主张
本申请案主张2013年9月13日申请的题为“形成铁电存储器单元的方法及相关半导体装置结构(METHODSOFFORMINGAFERROELECTRICMEMORYCELLANDRELATEDSEMICONDUCTORDEVICESTRUCTURES)”的第14/026,883号美国专利申请案的申请日期的权益。
技术领域
本发明的实施例涉及半导体装置设计及制造领域。更特定来说，本发明的实施例涉及在电极材料上形成包含铁电(FE)材料的FE存储器单元的方法，且涉及相关半导体装置结构。
背景技术
已研究锆钛酸铅(PZT)作为在非易失性数据存储装置(例如FE随机存取存储器(FERAM))中使用的FE材料。然而，PZT并不与常规半导体处理技术兼容且由于PZT在较低厚度下失去其FE性质而不可缩放，且因此具有集成问题。
硅酸铪(HfSiOx)是高k电介质材料且已被研究作为PZT的替代性铁电材料。硅酸铪是多晶型的且可形成为单斜、正方、立方或斜方晶体结构，其中晶体结构中的每一者具有多个可能结晶取向，例如(111)或(200)结晶取向。硅酸铪常规地经形成而具有作为主要的所形成结晶取向的(111)结晶取向。
氮化钛是多晶型材料且可形成许多晶体结构，其中每一晶体结构具有多个可能结晶取向，例如(001)、(002)、(100)、(110)、(111)或(200)结晶取向。氮化钛常规地形成为立方相且具有多个结晶取向，其中(200)结晶取向通常是主要的所形成结晶取向。
可期望具有形成硅酸铪或其它FE材料的改进方法，使得可实现铁电材料的所要结晶取向。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的半导体装置结构的局部横截面视图；
图2展示如通过掠入射x射线衍射(GIXRD)测量的由原子层沉积(ALD)工艺形成的TiN及由常规循序流沉积(SFD)工艺形成的TiN的结晶取向；
图3及4是展示与通过SFD工艺形成的TiN的粗糙度相比的通过ALD工艺形成的TiN的粗糙度的显微图；
图5展示如通过GIXRD测量的测试晶片及对照晶片的硅酸铪的结晶取向；
图6是测试晶片及对照晶片的以100个循环实施的正上负下(PUND)电滞；及
图7是测试晶片及对照晶片的根据循环数目而变化的中值2Pr(剩余极化强度，其是在E＝0处的正极化及负极化的量值的总和)的曲线图。
具体实施方式
本发明揭示形成铁电存储器单元的方法，以及包含铁电材料及电极材料的相关半导体装置结构。可以所要结晶取向使铁电材料结晶。可通过形成呈所要结晶取向的电极材料、在电极材料之上形成铪基材料且使铪基材料结晶以产生铁电材料来实现铁电材料的所要结晶取向。因此，电极材料可用作模板以引发铁电材料的所要结晶取向的形成。
以下描述提供特定细节(例如材料类型、材料厚度及处理条件)，以便提供对本发明的实施例的详尽描述。然而，所属领域的一般技术人员将理解，可在不运用这些特定细节的情况下实践本发明的实施例。实际上，可结合在行业中运用的常规制造技术实践本发明的实施例。另外，在本文中提供的描述并不形成用于形成半导体装置结构的完整工艺流程，且在下文中描述的半导体装置结构中的每一者并不形成完整半导体装置。在下文中仅详细描述理解本发明的实施例所必需的那些工艺动作及结构。可通过常规制造技术执行形成完整半导体装置的额外动作。还应注意，随附本申请案的任何图式仅出于说明目的，且因此并不按比例绘制。另外，图式之间共有的元件可保持相同数字标示。
如在本文中所使用，单数形式“一”及“所述”希望同样包含复数形式，除非在上下文中另外明确指示。
如在本文中所使用，例如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“在……之上”、“在……之下”等等的相关术语用于清楚且方便地理解本发明及随附图式，且并不暗含或取决于任何特定偏好、取向或次序，除非在上下文中明确另外指示。
如在本文中所使用，术语“衬底”意味且包含其上形成例如在半导体装置结构内的组件的组件的基座材料或构造。衬底可为半导体衬底、支撑结构上的基底半导体材料、金属电极或具有形成于其上的一或多个材料、结构或区域的半导体衬底。衬底可为常规硅衬底或包含半导体材料的其它块状衬底。如在本文中所使用，术语“块状衬底”不仅意味且包含硅晶片，且还意味且包含绝缘体上硅(“SOI”)衬底(例如蓝宝石上硅(“SOS”)衬底或玻璃上硅(“SOG”)衬底)、在基底半导体基座上的硅外延层或其它半导体或光电材料(例如锗化硅(Si1-xGex，其中x是(例如)介于0.2与0.8之间的摩尔分数)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)或磷化铟(InP)以及其它)。此外，当在以下描述中提到“衬底”时，可能已利用先前工艺阶段在基底半导体结构或基座中或上形成材料、区域或接面。
如在本文中所使用，术语“铁电”意味且包含具有在存在电场的情况下可反向的自发电极化(电偶极子)的材料。
如在本文中所使用，关于材料的结晶取向的术语“主要”意味且包含以相对大于任何其它结晶取向的量展现特定结晶取向的材料。通过非限制性实例的方式，“主要(111)结晶取向”意味材料以大于任何其它结晶取向的量展现(111)结晶取向。
如在本文中所使用，术语“硅酸铪”意味且包含包括铪、硅及氧原子的材料。为方便起见，材料的组成可缩写为“HfSiOx”，其并不指示铪、硅及氧原子的化学计量。
如在本文中所使用，术语“铝酸铪”意味且包含包括铪、铝及氧原子的材料。为方便起见，材料的组成可缩写为“HfAlOx”，其并不指示铪、铝及氧原子的化学计量。
如在本文中所使用，术语“锆酸铪”意味且包含包括铪、锆及氧原子的材料。为方便起见，材料的组成可缩写为“HfZrOx”，其并不指示铪、锆及氧原子的化学计量。
如在本文中所使用，术语“掺杂锶的氧化铪”意味且包含包括铪、锶及氧原子的材料。为方便起见，材料的组成可缩写为“HfSrOx”，其并不指示铪、锶及氧原子的化学计量。
如在本文中所使用，术语“掺杂镁的氧化铪”意味且包含包括铪、镁及氧原子的材料。为方便起见，材料的组成可缩写为“HfMgOx”，其并不指示铪、镁及氧原子的化学计量。
如在本文中所使用，术语“掺杂钆的氧化铪”意味且包含包括铪、钆及氧原子的材料。为方便起见，材料的组成可缩写为“HfGdOx”，其并不指示铪、钆及氧原子的化学计量。
如在本文中所使用，术语“掺杂钇的氧化铪”意味且包含包括铪、钇及氧原子的材料。为方便起见，材料的组成可缩写为“HfYOx”，其并不指示铪、钇及氧原子的化学计量。
图1说明半导体装置结构100，其具有衬底102、衬底102之上的电极104、电极104之上的FE材料106、FE材料106之上的另一电极108及另一电极108之上的金属硅化物材料110。电极104可由具有所要主要结晶取向(例如主要(111)结晶取向)的结晶材料(例如氮化钛)形成。因此，如果电极材料是氮化钛，则电极材料可包含比氮化钛的其它结晶取向(即，(001)、(002)、(100)、(110)、(200)、(311)、(331)、(420)、(422)或(511)结晶取向)更大量的氮化钛的(111)结晶取向。虽然本文中的实例描述电极104由TiN形成，但只要电极104的材料具有经配置以产生FE材料106的所要结晶取向的所要结晶取向，就可使用其它材料。
半导体装置结构100可被配置为FERAM的存储器单元。存储器单元可(例如)排列成1个晶体管/1个电容器(1T/1C)配置。然而，也可使用存储器单元的其它配置。可通过常规制造技术(其未在本文中详细描述)执行形成包含图1的半导体装置结构100的完整FERAM的额外动作。
FE材料106可为包含掺杂物的金属氧化物材料，例如铪基材料。铪基材料经结晶以形成FE材料106。为简明及方便起见，术语“铪基材料”在本文中用于指代在材料结晶之前的材料，且术语“FE材料”用于指代在材料结晶之后的材料。FE材料106可为其中并入有掺杂物的氧化铪。掺杂物可为例如硅、铝、锆、镁、锶、钆、钇的元素、其它稀土元素或其组合。铁电材料的实例包含(但不限于)硅酸铪(HfSiOx)、铝酸铪(HfAlOx)、锆酸铪(HfZrOx)、掺杂锶的氧化铪(HfSrOx)、掺杂镁的氧化铪(HfMgOx)、掺杂钆的氧化铪(HfGdOx)、掺杂钇的氧化铪(HfYOx)或组合。虽然氧化铪并不展现铁电性质，但呈结晶形式且包含上述掺杂物中的一者的氧化铪可为铁电的。呈结晶形式且按正确组成包含上述掺杂物中的一者的氧化铪是铁电的。FE材料106可包含从0.1mol％到约70mol％的掺杂物。如果FE材料106是HfSiOx，FE材料106就可为包含从约4mol％到约6mol％硅(例如从约4.4mol％到约5.6mol％硅)的氧化铪。在一个实施例中，HfSiOx材料包含4.7mol％硅。如果FE材料106是HfAlOx，FE材料106就可为包含从约5mol％到约7mol％铝的氧化铪。如果FE材料106是HfYOx，FE材料106就可为包含从约2.5mol％到约5.5mol％钇的氧化铪。如果FE材料106是HfZrOx，FE材料106就可为包含从约40mol％到约70mol％锆的氧化铪。半导体装置结构100的FE材料106可呈结晶状态且具有所要结晶取向。
另一电极108可由呈结晶状态的氮化钛(TiN)形成。另一电极108的材料不限于特定结晶取向，且因此可由呈(001)、(002)、(100)、(110)、(111)或(200)结晶取向或其组合的结晶TiN形成。另一电极108可由具有与电极104相同或不同的主要结晶取向的氮化钛形成。虽然本文中的实例描述另一电极108由TiN形成，但也可使用其它常规材料。
金属硅化物材料110可为硅化钨(WSix)或其它金属硅化物。金属硅化物110可被定位于另一电极108及FE材料106之上。金属硅化物材料110可防止另一电极108在半导体装置结构100的制造期间劣化，例如氧化。
在一个实施例中，电极104由呈主要(111)结晶取向的TiN形成，FE材料106是呈主要(200)结晶取向的硅酸铪，另一电极材料106由TiN形成，且金属硅化物材料110是硅化钨。
因此，本发明描述一种FE存储器单元，其包括在衬底之上的包括呈主要(111)结晶取向的氮化钛的电极。铁电材料在电极之上且另一电极材料在铁电材料之上。
为了形成半导体装置结构100，可通过适当选择电极材料及形成条件来将展现所要主要结晶取向的电极104形成于衬底102上。例如，可通过在衬底102之上沉积(111)结晶取向氮化钛而形成电极104。在一个实施例中，通过使用有机金属ALD前驱物凭借ALD沉积氮化钛而形成电极104的(111)结晶取向氮化钛。有机金属ALD前驱物可包含(但不限于)四-二甲氨基钛(TDMAT)。然而，可使用其它有机金属ALD前驱物。在所属领域中已知用于形成TiN的ALD技术，且因此未在本文中进行详细描述。由于有机金属ALD前驱物无氯，所以所得TiN具有低氯含量，此减少屏蔽且导致电极104中的均匀电场。电极104可形成为(例如)在从约到约从约到约或从约到约的厚度范围内的连续材料。在一个实施例中，电极104厚度是约
虽然在本文中描述使用特定ALD前驱物从TiN形成电极104的ALD方法，但只要所得电极104具有所要主要结晶取向(即，呈主要(111)结晶取向的TiN)，就可使用形成电极104的其它方法。例如，可替代性地通过使用TiAlN沉积氮化钛或通过使用四氯化钛(TiCl4)前驱物及氨(NH3)沉积氮化钛而形成具有所要主要结晶取向的电极104。这些其它技术的处理条件可经选择使得电极104的TiN被形成为主要(111)结晶取向。
FE材料106的铪基材料可形成于电极104之上。如先前描述，铪基材料可包含具有掺杂物的氧化铪材料。可通过常规技术(例如未在本文中详细描述的溅镀、ALD、CVD、PECVD或MOCVD)形成铪基材料。由于金属氧化物材料并非在形成后就是铁电的，所以金属氧化物材料中的掺杂物的摩尔浓度可经特制以提供具有铁电性质的金属氧化物材料。可通过适当选择所使用的金属前驱物、氧前驱物及掺杂物前驱物的相对比率且通过改变所执行的循环数目而控制金属氧化物材料中的掺杂物的摩尔浓度。铪基材料在其初始、形成后原样的状态中可为非晶形材料。
另一电极108的电极材料可形成于FE材料106的铪基材料之上。可通过常规技术(未在本文中详细描述)形成另一电极108的电极材料。在另一电极108的电极材料是TiN的一个实施例中，可通过使用TiCl4及NH3的常规循序流沉积(SFD)工艺形成TiN。如果电极104及另一电极108两者都由TiN形成，则另一电极108的TiN可具有与电极104相同或不同的结晶取向。电极104、FE材料106的铪基材料及另一电极108可形成金属绝缘体金属(MIM)堆叠112。在另一电极108的形成期间，FE材料106的铪基材料可保持于其非晶形状态。
在形成FE材料106的铪基材料及另一电极108之后，MIM堆叠112可经受退火工艺以使铪基材料结晶为其所要结晶取向。可基于铪基材料的组成及电极104、108的厚度确定退火条件。铪基材料的结晶温度可为铪基材料中存在的掺杂物量的函数。在相对较高掺杂物浓度下，铪基材料的结晶温度可高于具有较低掺杂物量的铪基材料的结晶温度。铪基材料的结晶温度的范围可为从约800℃到约1000℃。通过适当形成具有所要主要结晶取向的电极104且在退火之后，铪基材料可结晶为其所要结晶取向。通过实例方式，如果电极104由(111)结晶取向TiN形成且FE材料106的铪基材料由具有4.7mol％硅的硅酸铪形成，则在退火之后，FE材料106就具有呈主要(200)结晶取向的斜方晶体结构。电极104的(111)结晶取向氮化钛可提供光滑表面，其充当用于形成用作FE材料106的硅酸铪的主要(200)结晶取向的模板。如果除硅酸铪以外的材料用作FE材料106的铪基材料，则在退火工艺之后，FE材料106就可具有斜方晶体结构。然而，取决于使用的铪基材料，FE材料106的所得主要结晶取向可为不同于(200)结晶取向的结晶取向。
可通过常规制造技术(其未在本文中详细描述)执行形成包含本发明的半导体装置结构100的FERAM的额外工艺动作。
因此，本发明也包含一种形成铁电存储器单元的方法。所述方法包括形成展现所要主要结晶取向的电极材料。铪基材料形成于所述电极材料之上且所述铪基材料经结晶以引发具有所要结晶取向的铁电材料的形成。
本发明包含形成铁电存储器单元的另一方法。所述方法包括形成包括呈主要(111)结晶取向的氮化钛的电极材料。非晶形硅酸铪材料形成于电极材料之上。另一电极材料形成于非晶形硅酸铪材料之上且非晶形硅酸铪材料经结晶以引发主要(200)结晶取向的形成。
在使用及操作期间，本发明的半导体装置结构100可展现改进的单元性能。其中FE材料106在具有所要主要结晶取向的电极104上具有所要结晶取向的半导体装置结构100展现本质上改进的铁电性质，例如改进的循环、改进的数据保持、较低铁电矫顽性(Ec)及较低电场饱和度。
在不受任何理论约束的情况下，人们相信，通过形成具有所要主要结晶取向的电极104，可形成铁电材料106的铪基材料的所要结晶取向。通过形成具有所要结晶取向的铁电材料106，铁电材料106的偶极子机制可垂直于电极104、108取向。举例来说，相信TiN的主要(111)结晶取向比TiN的任何其它结晶取向更光滑。相信TiN的主要(111)结晶取向充当光滑模板，其上可形成例如HfSiOx的铁电材料的铪基材料的(200)结晶取向。在具有由主要(111)结晶取向的TiN形成的电极104及由呈(200)结晶取向的HfSiOx形成的FE材料106的FERAM单元中，铁电材料106的偶极子垂直于电极104、108取向。因此，FERAM单元可被容易地沿着其c轴极化且操作。
以下实例用于更详细解释本发明的实施例。这些实例不应解释为关于本发明的范围是详尽或排他的。
实例
实例1
通过使用TiCl4及NH3的常规循序流沉积(SFD)工艺形成氮化钛层。通过使用TDMAT作为ALD前驱物的ALD工艺形成另一氮化钛层。通过掠入射x射线衍射(GIXRD)分析确定TiN材料的晶体结构及结晶取向。两种TiN材料的晶体结构都是多晶立方的。然而，两种材料具有不同的结晶取向。如在图2中展示，通过ALD工艺形成的TiN具有主要(111)结晶取向，同时在(200)及(220)结晶取向处具有较小峰值，而通过SFD工艺形成的TiN具有主要(200)结晶取向，同时在(111)及(220)结晶取向处具有次要峰值。在通过SFD工艺形成的TiN中，(200)结晶取向平行于或接***行于衬底的表面，而在通过ALD工艺形成的TiN中，(111)结晶取向平行于或接***行于衬底的表面。
两种氮化钛材料的粗糙度也不同。通过常规原子力显微镜(AFM)技术测量材料的粗糙度。如在图3及4中展示，通过ALD工艺形成的TiN比通过SFD工艺形成的TiN明显更光滑。通过ALD工艺形成的TiN具有4.0A的均方根(RMS)粗糙度，而通过SFD工艺形成的TiN具有11.1A的RMS。
实例2
准备包含通过不同技术形成的TiN材料的测试晶片。对照晶片包含多晶硅衬底、衬底之上的TiN材料(底部电极)、底部电极的TiN材料之上的HfSiOx材料、HfSiOx材料之上的TiN材料(顶部电极)及在顶部电极的TiN材料之上的WSiX。底部电极的TiN具有主要(200)结晶取向。HfSiOx材料包含4.7mol％硅。通过使用TiCl4及NH3的常规循序流沉积(SFD)工艺形成底部电极及顶部电极的TiN。对照晶片在本文中及图式中被称为晶片5。
在样本晶片中，通过使用TDMAT作为ALD前驱物的ALD工艺将底部电极的TiN材料形成至或具有底部电极的TiN材料的样本晶片在本文中及图式中被称为晶片5，且具有底部电极的TiN材料的样本晶片在本文中及图式中被称为晶片18。底部电极的TiN具有主要(111)结晶取向。样本晶片包含多晶硅衬底、底部电极的TiN材料之上的HfSiOx材料(包含4.7mol％硅)、HfSiOx材料之上的TiN材料(顶部电极)及顶部电极的TiN材料之上的WSiX。通过常规SFD工艺形成顶部电极的TiN材料。
包含如上文描述的材料的堆叠112的对照晶片及样本晶片在1000℃下经受退火。在退火之后，通过ALD工艺(晶片18)形成的TiN材料之上的HfSiOx材料展现斜方晶体结构及主要(200)结晶取向(如在图5中展示)。相反地，通过SFD工艺(晶片5)形成的TiN材料之上的HfSiOx材料展现主要(111)结晶取向。
也确定对照晶片及样本晶片的性能。通过常规正上负下(PUND)脉冲技术以100个循环评估数据保持特性。如在图6中展示，与对照晶片(晶片5)的Ec(2.8V)相比，晶片18具有1.6V的较低铁电矫顽性(Ec)。较低Ec暗示操作包含晶片18的装置所需的电压将小于用于晶片5的电压，且包含晶片18的装置可以低于晶片5的电压操作。因此，晶片18表现出具有较低Ec及较低电场饱和度的健康得多的铁电/PUND电滞行为。
图7是随循环数目而变化的中值2Pr的曲线图，其中阶段1是初始轮询状态，阶段2是寿命状态，且阶段3是降级状态。如在图7中展示，与晶片5(对照晶片)相比，晶片18展现在降级之前的延长的循环。晶片5在约1x105次循环时展示极化疲劳，而晶片18展示在降级出现之前的大几乎1.5个数量级的改进(3x106循环)。另外，晶片18具有约12uC/sqcm的平均2Pr平稳状态，其与具有约9uC/sqcm的平均2Pr平稳状态的晶片5相比是30％的存储器窗/感测裕度改进。晶片18也展示初始循环的改进，如由拟合在阶段1期间测量的数据的线(未展示)的较低斜率所证明。晶片18的初始循环(即，阶段1)比晶片5的初始循环更稳定，此暗示晶片18的FE材料的偶极子相对于电极的偶极子正确取向，且所得装置能够快速开始写入。相比之下，晶片5需要额外时间以供其FE材料的偶极子与其电极的偶极子正确对准，此由阶段1中的线的陡峭斜率指示。因此，晶片18展现改进的初始循环、较大2Pr及改进的降级出现之前的延长循环。
这些结果展示晶片18(具有在主要(111)结晶取向TiN上的斜方HfSiOx晶体结构及主要(200)结晶取向)与对照晶片相比具有本质上改进的铁电性质，例如改进的2Pr值、改进循环、改进Ec及较低电场饱和度。
虽然本发明易具有各种修改及替代形式，但已在图式中通过实例方式展示且已在本文中详细描述特定实施例。然而，本发明不希望限于所揭示的特定形式。实情是，本发明将涵盖属于如由随附权利要求书及其合法等效物定义的本发明的范围内的所有修改、等效物及替代方案。

Claims (19)

1.一种形成铁电存储器单元的方法，其包括：
形成展现所要主要结晶取向的电极材料；
在所述电极材料之上形成铪基材料；及
使所述铪基材料结晶以引发具有所要结晶取向的铁电材料的形成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中形成展现所要主要结晶取向的电极材料包括：形成结晶氮化钛。
3.根据权利要求1所述的方法，其中形成展现所要主要结晶取向的电极材料包括：形成呈主要(111)结晶取向的氮化钛。
4.根据权利要求3所述的方法，其中形成呈主要(111)结晶取向的氮化钛包括：使用有机金属前驱物形成呈所述主要(111)结晶取向的所述氮化钛。
5.根据权利要求3所述的方法，其中形成呈主要(111)结晶取向的氮化钛包括：通过原子层沉积形成呈所述主要(111)结晶取向的所述氮化钛。
6.根据权利要求3所述的方法，其中形成呈主要(111)结晶取向的氮化钛包括：使用四氯化钛及氨形成呈所述主要(111)结晶取向的所述氮化钛。
7.根据权利要求3所述的方法，其中使所述铪基材料结晶包括：在呈所述主要(111)结晶取向的所述氮化钛之上形成斜方硅酸铪。
8.根据权利要求3所述的方法，其中使所述铪基材料结晶包括：在呈所述主要(111)结晶取向的所述氮化钛之上形成呈主要(200)结晶取向的硅酸铪。
9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电极材料之上形成铪基材料包括：在所述电极材料之上形成非晶形铪基材料。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电极材料之上形成铪基材料包括：在所述电极材料之上形成硅酸铪、铝酸铪、锆酸铪、掺杂锶的氧化铪、掺杂镁的氧化铪、掺杂钆的氧化铪、掺杂钇的氧化铪或其组合。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电极材料之上形成铪基材料包括：在所述电极材料之上形成非晶形硅酸铪材料。
12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述铁电材料之上形成另一电极材料。
13.根据权利要求1所述的方法，其中使所述铪基材料结晶包括：将所述铪基材料暴露到大于约800℃的温度。
14.一种半导体装置结构，其包括：
在衬底之上的电极，所述电极包括呈主要(111)结晶取向的氮化钛；
铁电材料，其在所述电极之上；及
另一电极，其在所述铁电材料之上。
15.根据权利要求14所述的半导体装置结构，其中所述铁电材料包括硅酸铪、铝酸铪、锆酸铪、掺杂锶的氧化铪、掺杂镁的氧化铪、掺杂钆的氧化铪、掺杂钇的氧化铪或其组合。
16.根据权利要求14所述的半导体装置结构，其中所述铁电材料包括硅酸铪，所述硅酸铪包括从约4.4mol％到约5.6mol％的硅。
17.根据权利要求14所述的半导体装置结构，其中所述铁电材料包括结晶的、经掺杂氧化铪材料。
18.根据权利要求14所述的半导体装置结构，其中所述铁电材料包括硅酸铪，所述硅酸铪包括主要(200)结晶取向。
19.根据权利要求14所述的半导体装置结构，其进一步包括在所述另一电极之上的金属硅化物材料。
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