本公开提一种半导体结构及其制备方法、三维存储器、存储系统，涉及半导体芯片技术领域，旨在提高三维存储器的稳定性。该制备方法包括：在衬底的一侧形成初始叠层结构，初始叠层结构包括交替叠置的栅替换层和初始栅介质层；形成沟道孔，沟道孔贯穿初始叠层结构；在沟道孔内形成初始沟道结构，初始沟道结构包括初始电荷存储层；形成栅极隔槽，栅极隔槽至少贯穿初始叠层结构；经由栅极隔槽，去除初始栅介质层，以形成第一缝隙；通过第一缝隙对初始电荷存储层的目标部位进行改性处理，以使目标部位转化为隔离部，其中，隔离部将初始电荷存储层分隔为多个电荷存储部。所制备的半导体结构用以实现数据的读取和写入操作。