フェルミ準位（フェルミじゅんい）とは、絶対零度において電子が占有するエネルギーの最高値であり、有限温度では電子の占有確率がちょうど50%になるエネルギーとして定義される、半導体の電子状態を表す基準線です。エネルギーバンド図では通常EFと表記され、材料の導電型やキャリア密度を読み取る最も重要な指標です。
真性半導体ではフェルミ準位はバンドギャップのほぼ中央に位置します。リンやヒ素などのドナーを加えたn型半導体では伝導帯寄りに上がり、ホウ素などのアクセプタを加えたp型半導体では価電子帯寄りに下がります。つまりフェルミ準位の位置を見れば、その半導体がn型かp型か、キャリアがどれだけ多いかがわかります。
異なる材料や導電型の半導体を接合すると、熱平衡状態ではフェルミ準位が全体で一直線に揃うという原則が働きます。このためpn接合や金属-半導体接合ではフェルミ準位を揃えるようにバンドが曲がり、空乏層と内蔵電位が形成されます。pn接合・ショットキー接合・MOS構造の動作は、すべてこのフェルミ準位の考え方で統一的に理解できます。
