Việc sản xuất các chip bán dẫn mới nhất và việc tiếp tục thu nhỏ các linh kiện CMOS đang đẩy giới hạn của độ sâu chuyển tiếp (junction depth) xuống dưới mức 10nm, với độ dốc profile (profile steepness) đạt 1-2nm trên một thập kỷ (decade). Ở quy mô như vậy, kỹ thuật SIMS có thể được sử dụng để giám sát sự phân bố theo chiều sâu của các chất bán dẫn phụ gia (dopants), chứng minh rằng các profile SIMS có thể được đo với độ phân giải theo chiều sâu tốt hơn 1nm trên một thập kỷ.

Đạt độ phân giải chiều sâu dưới mức nano (sub-nm) với kỹ thuật EXLIE SIMS (SIMS năng lượng va chạm cực thấp)

Những cải tiến gần đây trên các nguồn ion của hệ máy SC Ultra và IMS Wf đã cải thiện mật độ chùm tia sơ cấp ở mức năng lượng va chạm rất thấp, từ đó cho phép đạt được tốc độ phun bún (sputter rates) là 1nm/phút cho cả hai ion $Cs^+$ và $O_2^+$ @ 150eV. Dải năng lượng va chạm rộng của các ion sơ cấp cho phép lựa chọn các điều kiện phân tích phù hợp nhằm thu được sự phân bố nồng độ theo chiều sâu thực tế. Dải động cao (high dynamic range) trong mỗi profile là yếu tố cốt lõi để đạt được phép đo có độ chính xác cao.

Một trong những ưu điểm chính của các quy trình EXLIE là kết hợp độ phân giải chiều sâu dưới mức nano (sub-nm) với việc định lượng chính xác vùng gần bề mặt, mang lại sự phân bố thực tế của các loài dopant được cấy ion.

Hình ảnh hiển thị phía trên là các profile cấy ion năng lượng thấp, tiết lộ sự phân bố thực tế trong phạm vi 10nm đầu tiên. As: 250eV - P: 200eV - B: 100eV.