EDX 與 SIMS 的差異：元素分析的原理、偵測極限、縱深與橫向解析度、是否破壞、定量性比較
EDX 與 SIMS 都是分析試片中含有哪些元素、含量多少的方法，但擅長的事情大不相同。EDX 由電子束照射時放出的特性 X 射線能量判定元素，能在 SEM 或 TEM 觀察的位置，短時間且幾乎非破壞地分析組成。不過偵測極限一般約 0.1 wt%，適合主成分或異物的鑑定。SIMS 以一次離子一邊削去試片，一邊對飛出的二次離子做質譜分析，某些元素可偵測到 ppb 左右，並能量測雜質的縱深分布。代價是會削去試片的破壞性分析，準確定量也需要標準試片。
| 項目 | EDX | SIMS |
|---|---|---|
| 原理 | 以電子束打出內殼層電子，用偵測器量測放出之特性 X 射線的能量 | 以銫或氧的一次離子濺射試片，對飛出的二次離子做質譜分析 |
| 偵測極限的參考 | 一般約 0.1 wt% | 依元素與條件，一般為 ppm～ppb |
| 可量測的元素 | 一般為比硼或碳重的元素。輕元素靈敏度與定量性差，無法量測氫。有些元素的峰會重疊（如矽與鎢） | 包含氫在內幾乎所有元素與同位素。須注意質量相近之離子的干擾（例如 ³⁰SiH 與 ³¹P） |
| 縱深方向的資訊 | 電子擴散範圍（以 SEM 分析塊材時約數百 nm 至數 µm）的平均，不易得到縱深分布 | 從表面一邊削去一邊量測，可得到縱深分布。縱深解析度一般為數 nm 左右 |
| 橫向解析度 | SEM 中因電子擴散約為 µm 等級。TEM 或 STEM 的薄試片可達 nm 等級 | 縱深分析時，一般為數十至數百 µm 見方區域的平均 |
| 是否為破壞性分析 | 分析本身幾乎非破壞（有些材料會被電子束損傷）。以 TEM 分析時，需以 FIB 等切出薄片 | 破壞性分析。量測的部分會被削去 |
| 定量方式 | 以修正計算可當場得到主成分的大致組成。輕元素與微量元素誤差大 | 離子化的比例會隨周圍材料大幅改變（基質效應），因此以相同基質的標準試片換算濃度 |
| 速度與便利性 | 將偵測器裝在 SEM 或 TEM 上使用，一般數分鐘即可得到光譜 | 需要專用設備，即使一條縱深分布也需要時間 |
| 主要用途 | 鑑定異物與故障位置、薄膜與合金的組成、TEM 中的元素分布圖 | 離子佈植與摻雜的分布、接面深度、膜中與界面的微量汙染（含氫、碳、氧等） |
數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。