合成氣體(Forming Gas)是在氮氣(N₂)中混入數%左右氫氣(H₂)的混合氣體。它在利用氫的還原作用(從氧化物奪取氧的作用)的同時,將氫濃度控制在不會燃燒的範圍內,因此特點是比純氫更安全。在半導體製造中,用於改善電晶體界面的熱處理,以及防止、去除金屬表面氧化的用途。
最重要的用途是稱為合成氣體退火(FGA)的熱處理。MOS電晶體的矽與閘極氧化層界面會殘留沒有鍵結對象的懸鍵(dangling bond),形成捕捉載子的界面能態,導致臨界電壓偏移、遷移率下降及雜訊增加。在製程的較後段,於合成氣體中加熱至400~450℃左右,氫會與懸鍵結合使其終端化,可大幅減少界面能態。此步驟多在形成金屬連線之後進行,其優點之一是能在鋁或銅導線可承受的溫度下獲得效果。
合成氣體也用於封裝製程。在焊接、黏晶(die bonding)及銅線打線接合中,金屬表面的氧化層會妨礙焊料潤濕與接合,因此在合成氣體環境中防止氧化,必要時也會還原薄的氧化層。它也是不使用助焊劑(無助焊劑,fluxless)封裝的手段之一。銅導線電鍍後的熱處理,也會使用含氫的環境,在防止氧化的同時使晶粒成長。