TOF-SIMS最早应用于静态SIMS中，但随着技术的发展和迭代，TOF-SIMS也配备了溅射源，用于深度界面分析和深度剖析。 目前，溅射源主要有三种类型：双束离子源（DSC）、气簇离子源（GCS）和FIB，本文将介绍这三种溅射源的性能、参数和实际应用。
双束离子源（DSC O2 CS）。双离子溅射源 （DSC O2 CS） 是一种新型大电流溅射源，能量范围为 0，适用于所有无机深度剖面应用从 1 keV 到 2 keV，可以安装两个离子源：EI 源和 CS 源，EI 作为 O2、AR 或 XE 运行。 结合LMIG簇源，分析和溅射参数可独立调整。
O2源可以提高正离子的产率（数倍甚至数十倍），Cs源可以提高负离子的产率。 因此，O2 用于剥离正光谱，CS 用于剥离负光谱。
最新一代 IonTOF M6 系统在所有模式下均能保证 50kHz 的高重复频率，从而保证最高的数据速率和最佳的样品结构。
主要参数：
EI 源 （O2）：
CS 来源：
性能优势
一种新型低能量、高光束密度、小光斑溅射源。
溅射速度快，1h内可溅射数ums
深度分辨率1nm。
实际应用
双束离子源溅射
双束离子源DSC主要用于溅射无机物，在金属材料、玻璃、矿物、半导体器件、电池储能材料等方面有着广泛的应用。
例如，在金属材料的情况下，可以研究工艺处理工艺、焊接残留物、金属中的杂质成分、深度扩散研究、金属材料的表面成像和三维分析、同位素比测试、温度变化测试等。
在半导体器件方面，可检测和量化表面痕量金属、工艺中的有机污染、掺杂超浅深度分析、多层结构深度分析、超薄介电层分析、界面键合焊盘测试焊盘分析等。
在电池材料方面，可以分析电池的正负极材料、全固态电池（ASSB）的相关材料、薄膜型材料、钝化层界面分析、深界面分析（FIB）等。
箱：嵌入深度为500nm的多层的深度剖面图。
箱：2.3 kev BF2离子注入掺杂硅芯片的深度剖面结果。
半导体工艺通常采用低能离子注入来提高半导体器件的电导率，需要对此类半导体材料进行分析深度分辨率小于 1 nmM6具有这样的深度分辨率能力。 此外，是的线性对应范围和检测限要求也比较高，对应的是M6的EDR功能和TOF分析仪的优异性能。
MCS+ 模式
Tof-SIMS中的MCS+模式也被广泛使用，它可以与IonTOF的专利EDR技术相结合，帮助我们对大多数无机样品进行简单的定量。
箱：MCS+模式在半导体器件中的应用。
CS-XE 共振模式
CS-XE共溅射模块是双束离子源的高级应用。 EI的气源为XE，CS和XE在共溅射模式下交替剥离，可以增加二次离子的数量，对不同样品获得更好的剥离效果。
气簇离子源 （GCS）。
气簇离子源（GCS）是一种用于有机深度剖析的电子撞击气体离子源，能量范围为2 kV至20 kV，工作气体可用于AR气体和O2，可作为双束或单束模式下的溅射离子源，可与LMIG分析结合使用，独立调整分析和溅射参数。 GCS也可用作分析离子源。
最新一代 IonTOF M6 系统上所有模式的 50kHz 高重复频率也适用于此。
主要参数：
性能优势
大束流，小束光斑，快速成型。
去除的杂物较少，有利于有机大分子的截留。
可以提供分析源模式。
可升级为带氧簇的汽提。
实际应用
GCS-AR溅射
气簇离子源（GCS）主要用于溅射有机物。 在TOF-SIMS测试中发现，使用氩簇作为溅射离子源可以在解剖过程中保留完整的分子信息，从而实现对大多数有机材料，特别是复杂的有机多层材料体系的深入剖析。 可用于高分子材料、生物组织、生物材料、药物、涂料等领域的研究。
例如，在高分子材料领域，可以研究深度分析下的表面污染、工艺变异性、成分分布等。
OLED器件有机层结构的SIMS深度剖面显示了各种完整分子的信号强度。
在生物组织方面，我们可以研究植物生物样品中不同成分的分布，进而阐明相关的生物学效应，可以为植物生物技术提供有力的参考。
箱OLED器件有机层结构的SIMS深度剖面显示了各种完整分子的信号强度。
箱：OLED器件有机层结构的3D分析。
有机多层材料体系的表征具有越来越高的技术和商业价值。 在高剂量溅射的情况下保留分子信息不仅是有机材料深度剖析和三维分析的先决条件，而且在样品材料的高分辨率成像中提高了二次离子的产率，打破了静态SIMS的限制。 这使得气簇离子源成为有机材料SIMS分析的有力工具。
GCS-AR分析模式
当使用气簇离子源作为主离子分析源时，可以很好地控制分子碎裂，从而获得低碎裂表面质谱。 团簇的离子大小可以在250到10,000个原子之间调节，团簇中每个原子的能量可以低至2 ev。 可以详细研究原子能和团簇大小对光谱质量、分子碎裂和二次离子产率的影响。
箱：聚碳酸酯样品的质谱图，该样品由20 kev氩簇的束流能量获得，作为半导体器件中MCS+模式应用的主要离子分析源。
所选的簇大小约为每个簇 7500 个氩原子，相当于平均 2 个原子离子能的 6 EV。 质谱图显示了聚碳酸酯的四个最显著的特征峰信号。
GCS-O2溅射
除氩气团簇外，气簇离子源（GCS）还支持氧团簇。 氧气簇将大型气体簇的使用范围从有机应用扩展到具有挑战性的无机样品系统。
出色的溅射速率与即使在团簇轰击下也能保持高氧化态的能力相结合，可实现高度灵敏的无机深度剖析。
箱：Li或Na，K在玻璃或SiO2等非导电材料中的深度分布的深度剖面结果。
分别使用 O2 和 O2 团簇作为溅射源注入 7 Kev LI 的 200 nm SiO2 薄膜样品中 LI 元素的深度分布。 深度剖面的结果表明，O2团簇溅射得到的深度剖面显示了预期的深度分布，但O2溅射得到的深度剖面明显受到溅射离子束诱导的Li元素化学迁移的影响。
fib (focus ion beam)
有关2D和3D样品化学成分的信息越来越受到关注。 对于传统的SIMS深度剖析，几乎不可能对非常粗糙的样品、有空隙的样品以及密度或溅射产量局部变化较大的样品（例如锂离子电池）进行3D分析。
M6 还可以在气簇离子源 （GCS） 上配备 FIB on GCS 功能选项。 通过将FIB（聚焦离子束）与高分辨率SIMS成像相结合，可以克服这些限制。
性能优势
无需在研磨和成像之间移动样品，即可进行原位成像。
铣削是实时监控的。
断层扫描全3D成像是可能的。
实际应用
FIB适用于粗孔隙样品、结构复杂的样品和电池等深界面分析。
在这种FIB装置中，使用单原子镓束在样品中铣削溅射坑，然后可以使用铋离子源对产生的溅射坑侧壁进行成像，而无需移动样品。
箱：锂离子电池中成分分布的样品表面（标记界面分界线）的斐波那契溅射坑侧壁和化学成分图像。
FIB断层扫描全3D成像
配备的FIB功能可用于通过执行一系列溅射铣削连续溅射坑侧壁截面及其中间成像分析来合成样品的断层扫描全3D图像。
工作原理图如下图所示：
箱：显示锂离子电池中Li（灰色）和Na（红色）分布的断层3D分析。
总结
TOF-SIMS系统的这三种溅射源可处理不同类型的样品双束离子溅射源（DSC O2 CS）主要用于无机样品（正光谱采用O2剥离，负光谱采用CS剥离），气簇离子源（GCS）主要用于有机样品，FIB主要用于界面较深或空隙粗糙的无机样品
对于具有无机半导体和有机成分的复合样品，可以根据关注的重点进行选择，如果有机膜层的分布是集中的，则可以选择气簇离子源（GCS）。 如果重点是无机物的成分分布，则可以选择双光束离子溅射源（DSC O2 CS）。 在样品未知且用途不明确的情况下，可以首选气簇离子源 （GCS）。
此外，需要注意的是，双束离子溅射源（DSC O2 CS）的剥离会造成有机物的过度碎裂，从而无法准确获得有机物的深度分布，气簇离子源（GCS）无法剥离金属等坚硬的无机样品，FIB不适用于溅射有机物。
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