Die elektrischen Eigenschaften eines realen Halbleiters werden neben den intrinsischen physikalischen Eigenschaften des reinen Kristalls wesentlich durch die Energieniveaus in der Lücke zwischen Leitungs- und Valenzband bestimmt. Diese Energieniveaus entstehen einerseits durch gezielte Dotierung mit geeigneten Atomen, andererseits durch nicht zu vermeidende Verunreinigungen und Störungen des Kristallgitters bei der Herstellung des Halbleitermaterials. Die dadurch im Gitter anwesenden Fremdatome können entweder Elektronen aus dem Valenzband aufnehmen (Akzeptoren) oder Elektronen an das Leitungsband abgeben (Donatoren). Dadurch entstehen zusätzliche Löcher und Elektronen, die am Stromtransport teilnehmen können und so ganz gezielt die elektrischen Eigenschaften des Halbleiters verändern. Gleichzeitig tragen die jetzt ionisierten Atome zur unbeweglichen Raumladung im Kristall bei. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Atom ein Elektron abgibt bzw. aufnimmt, hängt dabei vom Abstand des Energieniveaus des jeweiligen Atoms von den Bandkanten und der vorhandenen Konzentration der Elektronen und Löcher ab. Ist der Abstand des Energieniveaus zur Bandkante klein, d.h. ist die mittlere thermische Energie der Ladungsträger größer als der Abstand zur Bandkante, so ist es gerechtfertigt, alle Atome als ionisiert zu betrachten und die Raumladung direkt aus der Konzentration der betrachteten Störstellen zu berechnen. Solche Störstellen werden als flache Störstellen bezeichnet. Der energetische Abstand zur Bandkante liegt dabei meist im Bereich von wenigen Prozent des Bandabstandes (Abb. 3.8). Liegen die Energieniveaus der Fremdatome ungefähr in der Mitte des verbotenen Bandes, spricht man von tiefen Störstellen. In diesem Falle wird die thermische Energie der Ladungsträger nicht mehr ausreichen, um die Fremdatome vollständig zu ionisieren. Daher müssen die lokalen Verhältnisse im Halbleiter bei der Berechnung des Anteils der ionisierten Störstellen berücksichtigt werden.
Abbildung 3.8: Lage der Störstellenniveaus im verbotenen Band