SIMS là kỹ thuật phân tích ñộ nhạy bề mặt ñể phân tích ñịnh lượng và hóa học của lớp trên cùng trong năm lớp (monolayers) của mẫu. Dòng tia ion ñược thổi vào cũng tạo ra phân bố (elemental depth distributions). Các mẫu thử dùng cho SIMS cần có ñộ chân không lên ñến 10–8 ñến 10–9 Torr và có thể làm hỏng mẫu thử do tác ñộng của chùm iôn ñược thổi vào.
Nguyên lý hoạt ñộng: Chùm năng lượng tia iôn sơ cấp ñược thổi vào bề mặt của mẫu thử. Các iôn thứ cấp ñược tạo ra trong quá trình thổi tia ñược phân tích về khối lượng dùng quang phổ kế vật chất tiêu cự kép (double-focusing mass spectrometer) ñể xác ñịnh thành phần nguyên tử. Phân tích vật chất cũng ñồng thời cung cấp thông tin về hóa học từ tỉ số (molecular species và isotopic ratios). SIMS cung cấp phương tiện rất tốt ñể phát hiện giới hạn, có ñộ phân giải sâu rất tốt và phát hiện ñược mọi phân tử trong bảng tuần hoàn; tuy nhiện ñộ nhạy cơ bản có thể thay ñổi, và có thể xuất hiện nhiễu giao thoa. ðộ phân giải không gian có thể thay ñổi ñến 10 µm (see Reference 10).
Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF SIMS).
Một chùm tia ion sơ cấp ñược biến thành xung vi hội tụ ñược thổi vào phần trên của bề mặt mẫu thử. TOF SIMS phát hiện ñược iôn thứ cấp trong một tầm rộng hơn so với SIMS loại tĩnh. ðộ phân giải không gian ñạt ñược mức 1 µm.
Ứng dụng
• Thấy ñược yếu tố pha tạp chất trong linh kiện bán dẫn;
• Xác ñịnh chính xác tầm các khối lượng, ñộ phân giải cao và chính xác; và • Nhận dạng ñược sự ăn mòn của sản phẩm .