The Effects of Electrode Distance on the Formation of $(ZnS)_{1-x}(SiO_2)_x$ Protective Films in Phase Change Optical Disk by R.F. Sputtering Method

R.F. Sputtering 방법에 의한 상변화형 광디스크의 $(ZnS)_{1-x}(SiO_2)_x$ 보호막 형성에 미치는 전극거리의 영향

Phase-change optical disk very rapid recording, high densification of data, resulting in high feedback rate and good C/N(carrier to noise) ratio of a feedback signal. However, repetitive thermal energy may cause the deformation of a disk or the lowering of an eliminability and a cyclability of the recording. The lowering of the cyclability can be reduced by insertion of thin layer of ZnS-$SiO_2$ dielectric thin film in appropriate disk structure between the upper and lower part of the recording film. Using the Taguchi method, optimum conditions satisfying both the optimized quality characteristic values and the scattering values for film formation were found to be the target R.F. power of 200W, the substrate R.F. power of 20W, the Ar pressure of 6mTorr, and the electrode distance of 6cm. From the refractive index data, the existence of the strong interaction between the electrode distance and Ar pressure was confirmed, and so was the large effect of the electrode distance on transmittance. According to the analysis of TEM and XRD, the closer the electrode distance was, the finer was the grain size due to the high deposition rate. However, the closer electrode distance brought the negative effect on the morphology of the film and caused the reduction of transmittance. AFM and SEM analyses showed that the closer the electrode distance was, the worse was the morphology due to the high rate of the deposition. Under optimum condition, the deposited thin film showed a good morphology and dense microstructure with less defects.

상변화형 광디스크는 직접 반복기록에 의한 고속기록, 고밀도화가 가능하고 높은 전송속도, 재생신호의 C/N (carrier to noise) 비가 좋은 장점을 가지고 있으나 반복되는 열에너지에 의한 디스크의 변형과 소거도의 저하, 기록 반복성의 저하가 문제가 된다. 이러한 반복성의 저하를 개선하기 위해 적절한 디스크의 구조와 기록막의 상하부에 유전체 보호막인 ZnS-$SiO_2$ 박막층을 삽입하였다. 박막 제조시 많은 실험변수의 제어를 위해 다꾸찌 방법을 통하여 타겟 R.F. Power 200W, 기판 R.F. Power 20W, 아르곤 압력 4mTorr, 전극거리 6cm의 최적조건을 얻을수 있었다. TEM과 XRD분석 결과, 전극거리가 가까워질수록 높은 증착속도로 인하여 미세한 조직구조를 가지고 있으며, 일정거리 이상 가까워지면 막의 morphology에 나쁜 영향을 끼침을 알 수 있었다. 이러한 막의 morphology의 영향으로 투과율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. AFM과 SEM분석에서는 전극거리가 가까워질수록 높은 증착속도로 인하여 morphology에 나쁜 영향을 끼치고 있음을 확인할 수 있었다. 최적조건에서 증착한 박막은 우수한 morphology를 가진 초미세구조의 치밀하고 결함이 없는 박막이었다. 이 박막은 상변화형 광디스크에서 열적 변형을 억제하고, 열전도를 감소시켜 우수한 유전체 보호피막의 역할을 할 수 있다. 그리고, 전극거리가 ZnS결정립의 크기와 증착속도, morphology에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.