图像传感器的主要目的是将人射光转换成可测量的输出信号。然而,随着像素尺寸的缩小,光灵敏度逐渐成为一个难题。通过硅的光电效应,人射光子自动地被转换成电子-空穴对。接下来,电子通过光敏二极管中的电场与空穴分离,收集的电子载流子将产生可被测量到的二极管反向偏置电压的降低。为了得到高质量的图像或者在较低的光输入水平下获得图像,捕获和转换尽可能多的光子是

至关重要的。不幸的是,并不是所有入射的光子都能被像素所用。其主要原因如下:

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   1)部分面积的像素对人射光不敏感,因为这部分像素包含读出电路。像素的概念限制了光敏感区域占`总像素面积的比例(这个比例也被称为填充因子)。

   2)落在有源像素区域上的光子不一定能产生电子-空穴对。光子可以在硅界面发生反射,也可以在多层光学介质叠层中的任何一层发生反射,或被这些叠层中的某一层吸收,或者在光子通过硅材料的时候没有发生吸收。

  3)并不是每一个光子产生的电子-空穴对都会被收集。带电载流子能发生复合,或被基板材料吸收。