Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 71-75 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220107100

Measurements and quantitative model for edge influence on bulk resistance for circular semiconductor samples

J.J. Marchand, G. Chen et P. Pinard

Laboratoire de Physique de la Matière (associé au C.N.R.S.), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, 20, avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France

Abstract
The study of any two terminal device or sample always involves the presence of a bulk resistance. In fact, this resistance depends on the geometry and on edge effects due to the finite size of samples. The former studies are based upon theoretical hypotheses, mathematical approximations and have not been fully checked experimentally : these formulations are not really usable quantitatively. Starting from potential measurements on circular samples, we present a model for edge effects giving a quantitative formulation, along the contacts axis, that fits well the experimental results. Then, we calculate the edge effect influence on bulk resistance.

Résumé
Lorsqu'on étudie un composant ou un échantillon comportant deux contacts électriques, il intervient toujours une résistance due au volume. En fait, celle-ci dépend de la géométrie et des effets de bords car les échantillons sont de dimension finie. Les études effectuées par le passé sont basées sur des hypothèses théoriques, des approximations mathématiques et n'ont pas vraiment été vérifiées expérimentalement : ces formulations ne sont pas réellement utilisables quantitativement. A partir de mesures de potentiels sur des échantillons circulaires, nous présentons un modèle donnant une formulation quantitative des effets de bords, le long de l'axe reliant les deux contacts, qui est en bon accord avec les résultats expérimentaux. Nous calculons ensuite l'influence des effets de bords sur la résistance attribuée au volume.

PACS
7220F - Low field transport and mobility: piezoresistance semiconductors/insulators.
7280C - Electrical conductivity of elemental semiconductors.
7340S - Electrical properties of metal semiconductor metal structures.
2520C - Elemental semiconductors.
2530G - Metal insulator metal and metal semiconductor metal structures.

Key words
electrical conductivity of crystalline semiconductors and insulators -- elemental semiconductors -- metal semiconductor metal structures -- silicon -- circular Si samples -- bulk resistance -- circular semiconductor -- edge effects -- potential measurements -- contact axis -- Si