Opracował: Krzysztof Waczyński

30 lat - Zakład Technologii Elektronowej – Zespół Mikroelektroniki i Nanotechnologii

Kalendarium

1 grudnia 1985 powołanie Zakładu Technologii Elektronowej w składzie Instytutu Elektroniki Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki.
1985-1999 zakładem kieruje Profesor dr hab. Sławomir Kończak
1999-2001 powołanie na funkcję pełniącego obowiązki kierownika Zakładu dr. inż. Krzysztofa Waczyńskiego.
2001-2005 włączenie grupy technologicznej w skład Zakładu Elektroniki Biomedycznej kierowanego przez Profesora dr. hab. inż. Jacka Łęskiego przy zachowaniu autonomii badawczej.
2005-2009 reaktywacja Zakładu Mikroelektroniki pod kierownictwem Profesora dr. hab. inż. Ewarysta Tkacza.
2010-2016 objęcie funkcji kierownika Zakładu przez Profesora dr. hab. inż. Jacka Szubera
2016

Powołanie Zespołu Mikroelektroniki i Nanotechnologii w składzie:
dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, dr inż. Edyta Wróbel, dr inż. Piotr Kowalik, dr inż. Weronika Izydorczyk, dr inż. Jerzy Uljanow, dr inż. Wojciech Filipowski, mgr inż. Natalia Niemiec





Doktoraty i habilitacje

Dysertacje doktorskie i monografie zredagowane w oparciu o badania zrealizowane w pracowniach technologicznych Zakładu Technologii Elektronowej (Mikroelektroniki)

  • 1989 - Józef Szlufcik dysertacja pt.: „Zastosowanie technologii grubowarstwowej do wytwarzania tanich krzemowych monokrystalicznych ogniw słonecznych” (promotor prof. dr hab. Benedykt Licznerski).
  • 2001 - Edyta Wróbel dysertacja pt.: „Analiza procesów dyfuzji planarnej w półprzewodnikach z wybranych źródeł domieszek” (promotor prof. dr hab. Sławomir Kończak).
  • 2001 -  Piotr Kowalik dysertacja pt.: „Wytwarzanie i badanie własności elektrofizycznych cienkich hybrydowych  warstw rezystywnych NiCr+NiP” (promotor prof. dr hab. Sławomir Kończak).
  • 2003 -  Kazimierz Drabczyk dysertacja pt.: „Badanie technologii wytwarzania warstwy emiterowej mutikrystalicznego krzemowego ogniwa fotowoltaicznego” (promotor prof. dr Janusz Berdowski).
  • 2004 - Jerzy Uljanow dysertacja pt.: „Badania nad optymalizacją technologii wytwarzania cienkich warstw dwutlenku cyny SnO2 metodą RGTO w  aspekcie zastosowań sensorowych” (promotor prof. dr hab. inż. Jacek Szuber).
  • 2008 – Weronika Izydorczyk dysertacja pt.: „Badania wpływu stanów powierzchniowych na właściwości elektronowe warstw sensorowych” (promotor dr hab. inż. Bogusława Adamowicz prof. Pol. Śl.).
  • 2009 – Wojciech Filipowski dysertacja pt.: „Opracowanie i weryfikacja modelu wspomagającego proces projektowania domieszkowania dyfuzyjnego emiterowej warstwy ogniwa fotowoltaicznego” (promotor prof. zw. dr hab. inż. Sławomir Kończak)
  • 2013 - Zbigniew Pruszowski, monografia pt.: „Amorficzne rezystywne stopy dwuskładnikowe typu Ni-P o charakterze metalicznym wytwarzane metodą redukcji chemicznej” Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013
  • 2013 – Krzysztof Waczyński monografia habilitacyjna pt.: "Cienkie warstwy dwutlenku cyny w aspekcie zastosowań w mikroelektronice”
  • 2017- Piotr Kowalik monografia habilitacyjna pt.: "Zastosowanie warstw opartych na stopie Ni-P w technologii rezystorów warstwowych i fotowoltaice"


Historia Zespołu Mikroelektroniki i Nanotechnologii - 30 lat

Formalnie Zakład Technologii Elektronowej na Wydziale Automatyki Elektroniki i Informatyki został powołany w dniu 1 grudnia 1985 roku jednak podwaliny, które umożliwiły utworzenie tej struktury położył Profesor Sławomir Konczak uruchamiając prace z tej dziedziny w Instytucie Fizyki jeszcze w latach sześćdziesiątych XX wieku. Po latach prace prowadzone przez profesora Sławomira Kończaka i jego grupę stały się na tyle istotne i zauważalne, że w roku 1985 ówczesny Rektor Politechniki Śląskiej Profesor dr hab. inż. Antoni Niederliński zachęcił Profesora dr hab. Sławomira Kończaka do wsparcia działań, jakie na Wydziale Automatyki Elektroniki i Informatyki prowadzono, aby poszerzyć ofertę naukową i dydaktyczną o treści związane z technologią elektronową czy szerzej mikroelektroniką. Praca u podstaw spadła na barki adiunktów dr inż. Krzysztofa Waczyńskiego oraz dr inż. Andrzeja Krzesińskiego który już od 1982 roku budował laboratorium układów hybrydowych w Instytucie Elektroniki. Wspomagali go mgr Zofia Krach oraz absolwenci elektroniki – mgr inż. Piotr Pełka i mgr inż. Reneusz Kwaśnicki oraz mgr inż. Józef Szlufcik – absolwent Instytutu Technologii Elektronowej Politechniki Wrocławskiej. Aby uwzględnić całą gamę technik mikroelektronicznych, ofertę naukową i dydaktyczną należało rozszerzyć o laboratoria technologii półprzewodnikowej, laboratorium warstw cienkich oraz pracownię montażu powierzchniowego. W ciągu kilku lat przeniesiono aparaturę technologiczną z Instytutu Fizyki do pomieszczeń udostępnionych przez Wydział AEI. Istotną rolę odegrał tu technik Zygmunt Włodarczyk, który wniósł ogromny wkład w budowę laboratorium. W krótkim czasie zbudowano laboratoria, w których do tej pory odbywają się zajęcia laboratoryjne ze wszystkimi studentami kierunku Elektronika i Telekomunikacja w ramach przedmiotu Technologie Mikroelektroniczne oraz zajęcia specjalistyczne ze studentami specjalności mikroelektronika. Co ważne, pracownie od samego początku wykorzystywane były przez dyplomantów, realizujących prace technologiczne w ramach prac magisterskich.
W 1986 roku dr inż. Andrzej Krzesiński zakłada firmę HYBRYD, która z powodzeniem działa do dnia dzisiejszego wytwarzając różnorodne urządzenia elektroniczne. Wraz z nim z Instytutu Elektroniki odchodzą mgr inż. Piotr Pełka i mgr inż. Reneusz Kwaśnicki. Cały ciężar prowadzenia laboratorium warstw grubych spada teraz na barki mgr inż. Józefa Szlufcika, który świetnie sobie z tym radzi wykorzystując tę technikę do wytwarzania jednozłączowych krzemowych struktur fotowoltaicznych. Uzyskane wyniki są na tyle ciekawe i nowatorskie, że już w 1989 roku zostaje obroniony pierwszy doktorat, którego podstawą są prace technologiczne w całości zrealizowane w pracowniach zbudowanych od podstaw w Instytucie Elektroniki. Wyniki swych prac dr inż. Józef Szlufcik zawarł w dysertacji pt.: „Zastosowanie technologii grubowarstwowej do wytwarzania tanich krzemowych monokrystalicznych ogniw słonecznych” (promotor prof. dr hab. Benedykt Licznerski). Uzyskane wyniki były tak interesujące, że pozwoliły dr. inż. Józefowi Szlufcikowi na bezproblemowe włączenie się w 1990 roku w badania nad strukturami fotowoltaicznymi w przodującym ośrodku na świecie, jakim jest laboratorium IMEC w Belgijskim mieście Leuven, a w konsekwencji, na osiągnięcie znaczącej pozycji w europejskim przemyśle fotowoltaicznym. Pustkę powstałą po wchłonięciu dotychczasowego opiekuna przez europejską przestrzeń badawczą z powodzeniem wypełnia mgr inż. Krzysztof Dąbrowski przejmując pieczę nad pracownią technologii układów hybrydowych.
W tym okresie do zespołu dołącza mgr inż. Jerzy Uljanow specjalista w zakresie techniki próżniowej umożliwiającej wytwarzanie układów cienkowarstwowych oraz od 1992 roku dr inż. Zbigniew Pruszowski specjalista chemik, stanowiący nieocenione wsparcie dla zespołu zajmującego się technologią materiałową. Jego zainteresowania naukowe obejmują zagadnienia wytwarzania amorficznych warstw rezystywnych metodą metalizacji bezprądowej.
Szkolenie w dziedzinie mikroelektroniki wymagało od zespołu dydaktycznego przygotowania wielu nowych wykładów i przede wszystkim ćwiczeń laboratoryjnych. Materiały te sukcesywnie opracowywano w formie publikacji książkowych wydawanych w Wydawnictwie Politechniki Śląskiej. W okresie dwunastu lat od 1995 do 2007 roku wydano 9 książek. Ukazały się następujące pozycje: Kończak S.: „Fizyczne Podstawy Elektroniki część 1”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 1995, Kończak S.: „Fizyczne Podstawy Elektroniki część 2 Elektronika Ciała Stałego”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 1997, Kończak S.: „Podstawy Transmisji Optycznej”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 1997, Waczyński K. „Przyrządy Półprzewodnikowe - Podstawy działania diod i tranzystorów”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997, Waczyński K., Wróbel E.:„Przyrządy Półprzewodnikowe - Podstawy działania diod i tranzystorów - zadania”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998, Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Waczyńskiego: „Technologie Mikroelektroniczne, Laboratorium Technologii Półprzewodników”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000, Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Waczyńskiego: „Technologie Mikroelektroniczne, Laboratorium Technik Warstwowych”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003, Waczyński K., Wróbel E.: „Technologie mikroelektroniczne – Metody wytwarzania materiałów i struktur półprzewodnikowych”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2006, Waczyński K., Wróbel E.: „Elektroniczne przyrządy półprzewodnikowe – zasady działania diod i tranzystorów, rozwiązywanie zadań”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007
Prowadzone systematycznie szkolenie na kierunku Elektronika w specjalności Mikroelektronika powoduje, że zaczynają pojawiać się doktoranci: mgr inż. Edyta Wróbel i mgr inż. Piotr Kowalik. Ich zainteresowania lokują się w obszarze prac badawczo naukowych realizowanych w zakładzie Technologii Elektronowej, którego kierownikiem w latach 1985-1999 był profesor dr hab. Sławomir Kończak. Po jego przejściu na emeryturę obowiązki kierownika zakładu pełni dr inż. Krzysztof Waczyński. Problemy kadrowe powodują, że na kilka lat zespół technologów zostaje włączony w strukturę Zakładu Elektroniki Biomedycznej kierowanego przez Prof. dr hab. Jacka Łęskiego, zachowując przy tym autonomię badawczą. Systematycznie rozbudowywane laboratoria technologiczne umożliwiają wykonanie prac badawczych, które stają się podstawą dwóch dysertacji doktorskich: Edyty Wróbel pt.: „Analiza procesów dyfuzji planarnej w półprzewodnikach z wybranych źródeł domieszek” (promotor prof. dr hab. Sławomir Kończak) oraz Piotra Kowalika pt.: „Wytwarzanie i badanie własności elektrofizycznych cienkich hybrydowych warstw rezystywnych NiCr+NiP” (promotor prof. dr hab. Sławomir Kończak) obronionych w 2004 roku. Tematyka rezystywnych warstw amorficznych wytwarzanych metodą metalizacji bezprądowej jest intensywnie rozwijana przez dr. inż. Zbigniewa Pruszowskiego przy aktywnym wsparciu dr. inż. Piotra Kowalika. Opracowują oni technologię wytwarzania rezystorów warstwowych o parametrach, które kwalifikują je do grupy rezystorów ultra precyzyjnych. Uzyskują szereg patentów, prowadząc badania w ścisłej współpracy z Krakowskim oddziałem Instytutu Technologii Elektronowej. W kolejnych latach do zespołu dołącza dyplomant mgr inż. Kazimierz Drabczyk, który korzystając z doświadczeń poprzedników i wykorzystując możliwości aparaturowe laboratorium technologicznego wykonał badania zebrane w dysertacji doktorskiej pt.: „Badanie technologii wytwarzania warstwy emiterowej mutikrystalicznego krzemowego ogniwa fotowoltaicznego” (promotor prof. dr Janusz Berdowski). Prace dr inż. Edyty Wróbel oraz dr.inż. Kazimierza Drabczyka dotyczą technologii krzemowej. W obu przypadkach badania te koncentrują się na problemach związanych z modyfikacją właściwości krzemu, w tym nad zagadnieniem formowania warstw domieszkowych pełniących różne funkcje w strukturze ogniwa słonecznego. Problem ten jest na tyle ciekawy, że podejmuje go kolejny doktorant, mgr inż. Wojciech Filipowski, który ukończył studia na kierunku Elektronika o specjalności Mikroelektronika. W swych działaniach uzyskuje merytoryczne i organizacyjne wsparcie ówczesnego kierownika Zakładu Mikroelektroniki i Biotechnologii, którym w latach 2005-2009 jest profesor dr hab. inż. Ewaryst Tkacz. W swojej pracy o tytule „Opracowanie i weryfikacja modelu wspomagającego proces projektowania domieszkowania dyfuzyjnego emiterowej warstwy ogniwa fotowoltaicznego” doktorant zawarł efekty rozważań nad możliwością modelowania procesu domieszkowania dyfuzyjnego. Co ważne, zaproponowane własne modele konfrontuje z rzeczywistymi profilami koncentracji domieszki w obszarze warstwy emiterowej krzemowego ogniwa słonecznego. W tym celu konieczne było zaplanowanie i przeprowadzenie w laboratoriach technologicznych Instytutu Elektroniki wielu operacji umożliwiających wytworzenie próbek, potrzebnych do weryfikacji modeli teoretycznych. Tezy zawarte w dysertacji doktorskiej zostają obronione w 2009 roku (promotor prof. zw. dr hab. inż. Sławomir Kończak). Od tego momentu dr. inż. Wojciech Filipowski włącza się aktywnie w dydaktykę specjalizując się w zagadnieniach modelowania komputerowego procesów technologicznych. W przypadku dr. inż. Kazimierza Drabczyka zdobyte podczas realizacji pracy umiejętności i nawiązane kontakty umożliwiają mu podjęcie wymarzonej pracy w stacji fotowoltaicznej w Kozach koło Bielska należącej do Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.
Od początku 1991 roku przy aktywnym wsparciu mgr inż. Jerzego Uljanowa rozbudowywany jest ten fragment laboratorium, którzy umożliwia realizację prac badawczych w dziedzinie technologii warstw cienkich. Technika ta wymaga utrzymania w ciągłym ruchu wysoce specjalistycznej aparatury próżniowej oraz opanowania umiejętności osadzania warstw - warstw cienkich - o kontrolowanych właściwościach. W tej pracowni prowadzone są badania nad technologią wytwarzania i charakteryzacją cienkich warstw dwutlenku cyny o właściwościach sensorycznych formowanych w procesie reotaksjalnego wzrostu i termicznego utleniania. Podjęcie tych badań inspiruje prof. dr hab. inż. Jacek Szuber w tym okresie pozostający w Instytucie Fizyki Politechniki Śląskiej, który obejmuje kierownictwo Zakładu Mikroelektroniki i Nanotechnologii w Instytucie Elektroniki w 2010 roku. Prace te znajdują podsumowanie w dysertacji doktorskiej Jerzego Uljanowa o tytule „Badania nad optymalizacją technologii wytwarzania cienkich warstw dwutlenku cyny SnO2 metodą RGTO w aspekcie zastosowań sensorowych”, która zostaje obroniona w 2004 roku (promotor prof. dr hab. inż. Jacek Szuber). Podobnie jak to działo się z badaniami dotyczącymi technologii krzemowej, również i w przypadku cienkich sensorycznych warstw dwutlenku cyny temat, rozwijany przez dr. Jerzego Uljanowa okazuje się na tyle ciekawy, że podejmuje go kolejna doktorantka mgr inż. Weronika Izydorczyk. Oprócz prac technologicznych związanych z wytwarzaniem modelowych struktur czujnikowych z sensoryczną warstwą dwutlenku cyny podejmuje ona, we współpracy z promotor dr hab. inż. Bogusławą Adamowicz prof. Pol. Śl., prace teoretyczne nad mechanizmami oddziaływania gazów z warstwą czujnikową. Wyniki prac są podstawą do opracowania dysertacji doktorskiej pod tytułem „Badania wpływu stanów powierzchniowych na właściwości elektronowe warstw sensorowych”. Tezy zawarte w pracy zostają obronione w 2008 roku (promotor dr hab. inż. Bogusława Adamowicz prof. Pol. Śl.). Wyniki uzyskane w trakcie realizacji doktoratu są tak interesujące, że dr inż. Weronika Izydorczyk z pasją kontynuuje te prace pozyskując nowe, interesujące informacje na temat technologii wytwarzania i właściwości warstw sensorycznych formowanych z wybranych materiałów. W 2008 roku do zespołu dołącza mgr inż. Natalia Niemiec włączając się w prace prowadzone w laboratoriach technologicznych.  
W 2013 roku ukazują się dwie monografie habilitacyjne, w których podsumowano doświadczenia zebrane przy realizacji prac wykonywanych w Zespole Mikroelektroniki Instytutu Elektroniki. Są to: Zbigniew Pruszowski: „Amorficzne rezystywne stopy dwuskładnikowe typu Ni-P o charakterze metalicznym wytwarzane metodą redukcji chemicznej ”Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013, Krzysztof Waczyński: „Cienkie warstwy dwutlenku cyny w aspekcie zastosowań w mikroelektronice” Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013. W maju 2015 roku po pomyślnym przebiegu postępowania habilitacyjnego dr inż. Krzysztof Waczyński uzyskuje stopień doktora habilitowanego.
Co istotne, wszystkie podstawowe prace związane z badaniami nad technologią wytwarzania opisanych materiałów i struktur były wykonane w budowanych od lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku laboratoriach technologicznych Instytutu Elektroniki. Obecnie laboratoria, systematycznie rozbudowywane i modernizowane, stanowią bazę technologiczną dla zespołu, w skład którego wchodzą: dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, dr inż. Edyta Wróbel, dr inż. Piotr Kowalik, dr inż. Weronika Izydorczyk, dr inż. Jerzy Uljanow, dr inż. Wojciech Filipowski, mgr inż. Natalia Niemiec.
Wieloletnia aktywność publikacyjna wymienionej grupy osób, jak również uczestnictwo w przedsięwzięciach grupujących krajowe środowisko technologów i mikroelektroników (konferencje ELTE, COE, KKE, IMAPS) spowodowały, że grupa, której formowanie przed laty zapoczątkował Profesor Sławomir Kończak stała się rozpoznawalna w środowisku i z powodzeniem prowadzi prace w obszarze Mikroelektroniki i Nanotechnologii.

Wydawnictwa książkowe Zespołu Mikroelektroniki i Nanotechnologii

  • Kończak S.: „Fizyczne Podstawy Elektroniki część 1”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 1995,
  • Kończak S.: „Fizyczne Podstawy Elektroniki część 2 - Elektronika Ciała Stałego”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 1997,
  • Kończak S.: „Podstawy Transmisji Optycznej”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 1997,
  • Waczyński K. „Przyrządy Półprzewodnikowe - Podstawy działania diod i tranzystorów”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997,
  • Waczyński K., Wróbel E.:„Przyrządy Półprzewodnikowe - Podstawy działania diod i tranzystorów - zadania”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998,
  • Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Waczyńskiego: „Technologie Mikroelektroniczne, Laboratorium Technologii Półprzewodników”,Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000,
  • Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Waczyńskiego: „Technologie Mikroelektroniczne, Laboratorium Technik Warstwowych”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003,
  • Waczyński K., Wróbel E.:„Technologie mikroelektroniczne – Metody wytwarzania materiałów i struktur półprzewodnikowych”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2006,
  • Waczyński K., Wróbel E.: „Elektroniczne przyrządy półprzewodnikowe – zasady działania diod i tranzystorów, rozwiązywanie zadań”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007
  • Pruszowski Z.: „Amorficzne rezystywne stopy dwuskładnikowe typu Ni-P o charakterze metalicznym wytwarzane metodą redukcji chemicznej”Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013,
  • Waczyński K.: „Cienkie warstwy dwutlenku cyny w aspekcie zastosowań w mikroelektronice” Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013
  • Kowalik P.: "Zastosowanie warstw opartych na stopie Ni-P w technologii rezystorów warstwowych i fotowoltaice" Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2017