深能階（Deep Level）是半導體能隙中，遠離導帶底部或價帶頂部、偏向能隙中央位置所形成的能階。硼、磷等摻雜物形成的能階，位於距能帶邊緣僅數十meV處，稱為淺能階。淺能階在室溫下幾乎全部釋出電子或電洞以提供載子，但深能階的作用則是捕獲載子或使其復合，而非提供載子。
深能階的主要成因，是鐵、金、銅、鎳等金屬雜質，以及空位、間隙原子及其複合體等晶體缺陷。能隙中央附近的能階容易與導帶電子及價帶電洞雙方交換，因此強烈作為電子與電洞復合、以及熱產生電子電洞對的中繼點（SRH復合／產生中心）。結果使載子壽命縮短，PN接面的漏電流與影像感測器的暗電流增加。製程中嚴格管控金屬污染，並以吸雜（gettering）讓金屬遠離元件區域，原因就在此。
量測深能階的代表性方法是DLTS（Deep Level Transient Spectroscopy：深能階暫態頻譜法）。對蕭特基接面或PN接面施加電壓脈衝，使能階捕獲載子，再一邊改變溫度、一邊量測載子因熱而釋出時的電容變化，藉此求出能階的能量深度、密度與捕獲載子的難易度。深能階並非總是有害，在高速二極體或IGBT中，會摻入金或鉑、或照射電子束，刻意製造深能階以縮短載子壽命、加快切換速度（壽命控制）。