本公開涉及集成電路設計及制造，特別是涉及一種半導體結構、存儲器及其制備方法。

背景技術：

1、隨著集成電路制造工藝的不斷發(fā)展，市場對半導體存儲產品的存儲能力及存儲性能提出了更高的要求。二維存儲器陣列在微縮方面對工藝和制造設備的挑戰(zhàn)很大，在垂直方向堆疊多層二維存儲單元陣列成為重要技術發(fā)展方向之一，以實現(xiàn)高密度存儲。

2、然而，立體堆疊型存儲器中存儲單元的體積與間距不斷減小，導致存儲單元的制備復雜度不斷提高，且性能及可靠性亟待提升。

技術實現(xiàn)思路

1、基于此，本公開提供一種半導體結構、存儲器及其制備方法，至少能夠在確保單位體積內存儲單元數(shù)量不減少的情況下，增加單個存儲單元結構中晶體管溝道的寬度，降低制備工藝復雜度的同時提高制備產品的性能及可靠性。

2、根據(jù)本公開的各種實施例，一方面提供一種半導體結構，包括有源柱、兩個溝道層、兩個柵極及兩個絕緣層，兩個溝道層分別位于有源柱的沿第一方向相對的兩表面，溝道層包括沿第一方向背離有源柱的第一表面及沿第二方向相對的第二表面及第三表面，第一方向與第二方向相交；兩個柵極分別覆蓋一溝道層的第一表面、第二表面及第三表面；兩個絕緣層分別位于有源柱的沿第二方向相對的表面，且位于兩個柵極之間。

3、上述實施例中的半導體結構，由于在有源柱的沿第一方向相對的兩表面上均形成對應的溝道層，溝道層包括沿第一方向背離有源柱的第一表面及沿第二方向相對的第二表面及第三表面，第一方向與第二方向相交，兩個柵極分別覆蓋一溝道層的第一表面、第二表面及第三表面，有效地增加溝道寬度，增加柵極與溝道層的接觸面積，從而能夠有效地提高制備晶體管的性能；通過設置兩個絕緣層分別位于有源柱的沿第二方向相對的表面，且位于兩個柵極之間，使得兩個柵極的柵導電層經由位于有源柱的沿第二方向相對兩側的兩個絕緣層隔離，兩個柵極共用一溝道層，能夠減小制備半導體器件體積的同時降低器件的功耗；可以通過施加在一個柵極上的偏壓來調制另一個柵極的閾值電壓，能夠有效地提高半導體結構的性能及可靠性。

4、根據(jù)一些實施例，柵極包括柵介質層及柵導電層，柵介質層位于兩個絕緣層的沿第一方向的同側，且覆蓋一溝道層的第一表面、第二表面及第三表面；柵導電層位于兩個絕緣層的沿第一方向的同側，覆蓋柵介質層的外表面。例如，可以設置兩個柵極分別覆蓋對應溝道層的外表面，有效地增加溝道寬度，增加柵極與溝道層的接觸面積，從而能夠有效地提高制備晶體管的性能。

5、根據(jù)一些實施例，溝道層與有源柱的摻雜類型相同；溝道層的摻雜濃度為1e17cm-3-1e18cm-3。

6、根據(jù)一些實施例，溝道層的厚度為5nm-10nm。

7、根據(jù)一些實施例，半導體結構還包括位于柵極的沿第三方向相對兩側的位線、電容；第三方向與第一方向、第二方向均相交；電容位于有源柱的沿第三方向遠離位線的一端；電容的平行于第一方向、第二方向的截面為“h”型。

8、根據(jù)一些實施例，有源柱被電容覆蓋的部分包括沿第一方向相對的第一表面、第四表面，及沿第二方向相對的第二表面與第三表面；半導體結構還包括兩個絕緣蓋層，兩個絕緣蓋層分別位于有源柱被電容覆蓋部分的第二表面及第三表面，絕緣蓋層包括沿第一方向間隔分布的兩個延伸部及位于該兩個延伸部之間的第一絕緣蓋層，兩個第一絕緣蓋層分別覆蓋有源柱被電容覆蓋部分的第二表面及第三表面；電容覆蓋有源柱的第一表面、第四表面、延伸部的沿第一方向背離第一絕緣蓋層的表面和沿第二方向靠近有源柱的表面。

9、根據(jù)一些實施例，有源柱被溝道層覆蓋部分的沿第一方向的長度小于有源柱被電容覆蓋部分的沿第一方向的長度。

10、根據(jù)一些實施例，電容包括第一電極層、中間介質層及第二電極層，第一電極層至少覆蓋有源柱的第一表面、第四表面，以及延伸部的沿第二方向靠近有源柱的表面；中間介質層覆蓋第一電極層的外表面，延伸部的沿第一方向遠離有源柱的表面，以及有源柱的沿第三方向遠離柵極的表面；第二電極層覆蓋中間介質層的外表面。

11、根據(jù)一些實施例，第一絕緣蓋層的材料包括氧化硅；及/或，延伸部的材料包括氮化硅。

12、根據(jù)一些實施例，本公開另一方面提供一種存儲器，包括沿第二方向疊置的目標層；目標層包括多個沿第一方向間隔排布的任一本公開實施例中的半導體結構；沿第二方向相鄰的柵極電連接；目標層中沿第一方向相鄰的半導體結構共用一沿第一方向延伸的位線；不同目標層的半導體結構連接至不同的位線。

13、根據(jù)一些實施例，本公開再一方面提供一種存儲器的制備方法，包括：提供襯底，于襯底上形成沿第一方向間隔排布的目標疊層結構及位于目標疊層結構沿第一方向的相對兩側的雙柵圍墻，目標疊層結構包括沿第二方向交替排布的絕緣層、有源柱，有源柱位于沿第二方向相鄰的絕緣層之間；雙柵圍墻定義出位于有源柱的沿第一方向相對兩側的雙柵溝槽；絕緣層位于雙柵溝槽內的部分覆蓋有源柱位于雙柵溝槽內部分的沿第二方向相對的表面；第一方向與第二方向相交；于雙柵溝槽內有源柱的沿第一方向相對的表面均形成溝道層；于雙柵溝槽內形成與溝道層對應的柵極，一柵極覆蓋對應的溝道層的沿第一方向背離所在有源柱的第一表面及沿第二方向相對的第二表面及第三表面，沿第二方向相鄰的柵極電連接。

14、上述實施例中的半導體結構的制備方法，由于在有源柱的沿第一方向相對的兩表面上均形成對應的溝道層，溝道層包括沿第一方向背離有源柱的第一表面及沿第二方向相對的第二表面及第三表面，第一方向與第二方向相交，兩個柵極分別覆蓋一溝道層的第一表面、第二表面及第三表面，有效地增加溝道寬度，增加柵極與溝道層的接觸面積，從而能夠有效地提高制備晶體管的性能；通過設置兩個絕緣層分別位于有源柱的沿第二方向相對的表面，且位于共用溝道層的兩個柵極之間，使得共用溝道層的兩個柵極的柵導電層經由位于有源柱的沿第二方向相對兩側的兩個絕緣層隔離，能夠減小制備半導體器件體積的同時降低器件的功耗；可以通過施加在一個柵極上的偏壓來調制另一個柵極的閾值電壓，能夠有效地提高半導體結構的性能及可靠性。

15、根據(jù)一些實施例，于雙柵溝槽內有源柱的沿第一方向相對的表面均形成溝道層，包括：

16、采用選擇性外延生長工藝于雙柵溝槽內有源柱的暴露表面形成外延層；

17、對外延層進行離子注入摻雜，形成溝道層。

18、根據(jù)一些實施例，于襯底上形成目標疊層結構及雙柵溝槽，包括：

19、于襯底上形成沿第一方向間隔排布的目標疊層結構、鄰接于目標疊層結構的沿第一方向相對兩側的框架隔離結構，及位于沿第一方向相鄰的框架隔離結構之間的中間隔離結構，框架隔離結構包括沿第二方向交替排布的層間隔離層、層間絕緣層，層間絕緣層位于沿第二方向相鄰的層間隔離層之間；

20、刻蝕中間隔離結構，得到雙柵圍墻間隙；

21、于雙柵圍墻間隙內形成雙柵圍墻；

22、去除被雙柵圍墻環(huán)繞的中間隔離結構、層間絕緣層及層間隔離層，得到雙柵溝槽。

23、根據(jù)一些實施例，在形成溝道層之前，還包括：減小有源柱的用于形成溝道層部分的沿第一方向的長度。

24、根據(jù)一些實施例，在于雙柵溝槽內形成與溝道層對應的柵極之前或之后，還包括：

25、于襯底上形成位于目標疊層結構沿第三方向一側的導電部，導電部包括沿第二方向延伸的豎直導電部及位于豎直導電部與有源柱之間的水平導電部，水平導電部沿第三方向延伸，水平導電部與有源柱對應設置且電連接豎直導電部與對應的水平導電部；第三方向與第一方向、第二方向均相交；

26、去除豎直導電部，得到豎直凹槽；

27、于豎直凹槽內形成豎直絕緣部；

28、去除位于沿第一方向相鄰的框架隔離結構之間的中間隔離結構，以及框架隔離結構的與有源柱同層的部分，暴露出雙柵圍墻外側有源柱的沿第一方向相對的表面，得到第二凹槽；保留于有源柱的用于形成電容部分的沿第一方向相對兩外側表面的框架隔離結構用于構成兩個延伸部，有源柱的用于形成電容部分為有源柱位于雙柵圍墻沿第三方向遠離豎直絕緣部的部分；

29、經由第二凹槽對有源柱執(zhí)行目標摻雜工藝，得到摻雜后有源柱；目標摻雜工藝包括等離子體摻雜工藝及/或原子層沉積摻雜工藝。

30、根據(jù)一些實施例，絕緣層位于有源柱的用于形成電容部分的沿第二方向相對兩外表面的部分用于構成第一絕緣蓋層，沿第一方向相鄰的兩個延伸部與位于兩個延伸部之間的第一絕緣蓋層用于構成絕緣蓋層；在形成摻雜后有源柱之后，還包括：

31、形成第一電極層，第一電極層覆蓋摻雜后有源柱位于雙柵圍墻沿第三方向遠離豎直絕緣部的部分的沿第一方向相對的兩外表面，以及延伸部的沿第二方向靠近所在摻雜后有源柱的表面；

32、形成覆蓋第一電極層的外表面的中間介質層，不同層的第一電極層經由絕緣蓋層相互絕緣；

33、形成覆蓋中間介質層的外表面的第二電極層；第一電極層與覆蓋第一電極層的外表面的中間介質層及第二電極層用于共同構成電容。