【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体芯片，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法、三维存储器、存储系统和电子设备。
技术介绍
1、随着动态随机存储器(dynamic random access memory，dram)尺寸的进一步微缩，环栅型垂直沟道晶体管成为实现4f2dram存储单元的关键技术，能够降低对先进光刻技术的需求，从而实现dram更高密度集成。然而，dram的性能和工艺有待进一步提升。
技术实现思路
1、本公开的实施例提供一种半导体结构及其制备方法、三维存储器、存储系统和电子设备，旨在改善栅极诱导漏极泄漏的问题。
2、为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：
3、一方面，提供一种半导体结构。所述半导体结构包括衬底、有源柱和栅极结构。所述有源柱位于所述衬底上，且沿垂直于所述衬底的方向延伸。所述栅极结构围绕所述有源柱的部分侧面。所述栅极结构具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面沿垂直于所述衬底的方向间隔设置，且相对于所述第二表面，所述第一表面更远离所述衬底。沿所述第一表面指向所述第二表面的方向，所述栅极结构的功函数逐渐增大。
4、需要说明的是，“逐渐增大”是指：栅极结构的功函数间断性的增大，例如，栅极结构可以由多层不同功函数的膜层叠层设置而成，且不同膜层的功函数沿第一表面指向第二表面的方向增大。或者，栅极结构的功函数连续性的增大，栅极结构可以为一整个膜层，沿第一表面指向第二表面的方向，膜层的功函数逐渐由小到大。
5、本公
6、并且，通过上述设置，使得栅极结构靠近漏极的部分，相比于栅极结构靠近源极的部分，功函数较高。由于决定阈值电压的主要参数是栅极结构的功函数。因此，栅极结构的功函数越高，相应地，阈值电压也越高。阈值电压越高，在器件处于截止状态时，产生的泄漏越少，本申请的栅极结构能够在保证较高的阈值电压的同时改善栅极诱导漏极泄漏的问题。
7、在一些实施例中，半导体结构还包括存储电容器和位线。所述存储电容器位于所述有源柱靠近所述第一表面的一侧。所述位线位于所述有源柱靠近所述第二表面的一侧。所述栅极结构包括沿靠近所述衬底的方向依次层叠的第一子层和第二子层，所述第一子层的功函数小于所述第二子层的功函数。
8、在一些实施例中，所述第一子层的材料包括氮化钛，所述第二子层的材料包括氮化钛，所述第一子层中的氮元素含量低于所述第二子层中的氮元素含量。
9、在一些实施例中，在所述有源柱的延伸方向，所述第一子层的厚度小于所述第二子层的厚度。
10、在一些实施例中，所述第一子层的功函数的取值范围为4ev～5ev，所述第二子层的功函数的取值范围为4.16ev～5.16ev。
11、另一方面，提供一种半导体结构的制备方法，包括：在衬底上形成有源柱，所述有源柱沿垂直于所述衬底的方向延伸。形成栅极结构，所述栅极结构围绕所述有源柱的部分侧面；所述栅极结构具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面沿垂直于所述衬底的方向间隔设置，且相对于所述第二表面，所述第一表面更远离所述衬底；沿所述第一表面指向所述第二表面的方向，所述栅极结构的功函数逐渐增大。
12、在一些实施例中，所述衬底包括靠近所述有源柱的第一子部；所述形成栅极结构之前，所述制备方法，还包括：对所述第一子部进行掺杂，使所述第一子部形成第一导电层。刻蚀所述第一导电层，形成位线。形成第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述位线，且所述第一绝缘层还围绕部分所述有源柱，所述有源柱被所述第一绝缘层围绕的部分为第一极。
13、在一些实施例中，所述形成栅极结构，包括：在所述第一绝缘层上依次形成第三导电层和第二导电层。刻蚀所述第二导电层和所述第三导电层，形成第一子层和第二子层，所述第一子层和所述第二子层构成所述栅极结构。
14、在一些实施例中，在形成所述栅极结构之后，所述制备方法还包括：形成第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述栅极结构，且所述第二绝缘层还围绕部分所述有源柱，所述有源柱被所述第二绝缘层围绕的部分为第二极。对暴露出的所述有源柱背离所述第三导电层的一端进行掺杂，形成导电接触部。形成存储电容器，所述存储电容器电连接于所述导电接触部。
15、又一方面，提供一种三维存储器。所述三维存储器包括如上的一些实施例所述的半导体结构，或者所述半导体结构由如上所述的半导体结构的制备方法制备而成。以及外围器件，该外围器件与所述半导体结构电连接。
16、又一方面，提供一种存储系统，包括：如上所述的三维存储器，以及控制器，该控制器耦合至所述三维存储器，以控制所述三维存储器存储数据。
17、又一方面，提供一种电子设备，包括线路板和如上所述的存储系统，所述线路板与所述存储系统电连接。
18、可以理解地，本公开的上述实施例提供的半导体结构的制备方法、三维存储器、存储系统及电子设备，其所能达到的有益效果可参考上文中半导体结构的有益效果，此处不再赘述。
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1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，
6.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述衬底包括靠近所述有源柱的第一子部；所述形成栅极结构之前，所述制备方法，还包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述形成栅极结构，包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在形成所述栅极结构之后，所述制备方法还包括：
10.一种三维存储器，其特征在于，包括：
11.一种存储系统，其特征在于，包括：
12.一种电子设备，其特征在于，包括线路板和如权利要求11所述的存储系统，所述线路板与所述存储系统电连接。
【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，
6.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述衬底包括靠近所述有源柱的第一子部；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾信磊，韩佳茵，张安，靳磊，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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