无线通信技术的进步改变了人类的生活方式，降低时间与空间所造成的限制，带来了更多便利。依据移动通信发展历程，第六代移动通信技术（6th Generation Mobile Communication/6th Generation Wireless Systems, 6G）的研发已经展开，预计在2030年开始商用，而5G的行动物联网也将提升为6G的万物智联网。
6G的目标是向全球覆盖通信，借由超高频段（~1THz）的高速传输（100Gbps~1Tbps）、低轨卫星（Low Earth Orbits, LEO）和高可靠度、超低延迟（Latency）的网络，解决5G在偏远地区地区、海洋、沙漠等地方的限制，提升网络性能，达到更大的带宽、低延迟多连接密度，构建出虚实融合的万物智联世界。
6G科技是先进国家重要的科技发展方向，而半导体材料势必会成为6G的关键组件，例如功率放大器、数组天线、射频模块、高频通信芯片等，III-V材料如磷化铟（InP）所制造的射频组件有机会达到100GHz以上的频率，成为6G频段。比利时微电子研究中心（Interuniversity Microelectronics Centre, imec）已于2020年底的会议中发布，将开发InP/CMOS异质堆栈技术作为6G射频组件。
应用于光纤通信及高频通信的电子组件—— 磷化铟
身为第二代半导体的磷化铟，其高频特性优于砷化镓（GaAs）和硅锗（SiGe）半导体，是研发6G技术之关键。磷化铟异质接面双载子晶体管（InP Heterojunction Bipolar Transistors, HBTs）拥有极优的高速性能和高击穿电压，可用于未来光纤通信系统，如今已用于多数超过100 Gbit/s速度运行的IC了。InP HBT常应用在激光二极管（Laser Diode, LD）和光电二极管（Photodiode），作为光学接收端，典型的InP HBT结构为磷化铟/砷化铟镓/磷化铟（InP/InGaAs/InP），作为射极（Emitter）/基极（Base）/集极（Collector）。一般大于1 um的射极宽度即可满足5G毫米波需要的输出功率。
InP HBT被视为实现太赫兹（THz）操作最有前途的技术之一，持续取得破记录的速度，例如Snodgrass等人研究的InP/InGaAs Pseudomorphic Heterojunction Bipolar Transistor（PHBT），其结构为12.5nm Base和55nm Collector，截止频率（Transit Frequency, fT）达到845GHz。HBTs性能提升的研究包括通过组件持续微缩（减薄基极与集电极层）、降低发射极接触电阻率、减少发射极和集电极结宽度等。
如何使用穿透式电子显微镜分析激光二极管
激光二极管（LD）是由半导体材料制作而成，可以通过在晶格中引入不同的杂质来改变导电率，常用于光纤通信组件，接着将逐一介绍可用于此的材料分析技术。
具有原子分辨率的穿透式电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）可以观察半导体组件的层次结构，其原理是将高能量电子束投射到超薄样品上，产生立体角散射成像，适合用来观察样品的精细结构。光纤通信组件需要先通过TEM试样制作技术，才适合进行TEM分析成像。图一为LD经过逐步放大倍率的TEM图片图，显示P型、N型掺杂层和多重量子井（Multiple Quantum Well, MQW）发光层的位置与层数，通过TEM图片对比显示，MQW通过采用异质结构的堆栈方式，来达到增加LD辐射复合的几率。
图一LD的TEM图二次离子质谱仪的检测原理（SIMS）
二次离子质谱仪（Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS）适合解析薄膜结构、掺杂元素浓度与制程微量污染状况，可以从元素浓度变化、对应的磊晶层次来了解制程问题。SIMS原理是借由带有能量的入射离子轰击待测样品的表面而产生二次离子，其加速后进入二次离子质谱分析系统，运用电、磁场的偏转，将离子依照不同质量分开，来达到成分分析的目的。二次离子强度经过转换后，可得到元素的浓度，而离子轰击时间则可转换成杂质分布的深度。
SIMS具有优异的侦测极限，可测量出固体材料中的元素含量至百万分之一以下。图二是以InP为基底的InGaAsP MQW LD的SIMS分析图，显示结构为磷化铟/砷化铟镓/磷化铟（InP/InGaAsP/InP），不同层之间的Zn、Si和S掺杂浓度的扩散情况会影响组件性能，除此之外，能够清楚辨别纳米级厚度的InGaAsP MQW磊晶层次。
图二InGaAsP MQW LD的SIMS图扫描式电容显微镜（SCM）应用
扫描式电容显微镜（Scanning Capacitance Microscopy, SCM）常应用在IC组件，例如功率电子组件、GBT/FRD、三级管器、激光二极管、DRAM组件、MOSFET，以及光电产业应用如CMOS Image Sensor、VCSEL、光通信组件、LED等。SCM可观察二维掺杂图片，分辨出N型区域与P型区域，对于掺杂异常分布所导致的故障及逆向工程分析相当有帮助，也能测量各区域的尺寸，例如掺杂厚度、Channel Length、Trench掺杂深度、Source/Drain大小、N/P Well界面等。
SCM分析技术可以补足其它分析技术的不足之处，例如SIMS与展阻分析仪（SRP）仅能呈现一维分布、SEM搭配化学蚀刻染色之分析技术不易精确控制蚀刻率等。图三为LD横截面的SCM图片，能清楚识别LD结构载子浓度的相对变化，以及掺杂活化的分布情况。
图三LD的SCM图
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（首图来源：Envato Elements；数据源：闳康科技）