本发明公开了一种基于复合介质栅光敏探测器的2×2阵列布局及工作方法。阵列由四个像元组成，每个像元包括一个感光晶体管和一个读取晶体管，这两者形成在同一P型半导体衬底上方，并均采用复合介质栅结构；四个读取晶体管的衬底连成正八边环形结构并位于阵列的中心；正八边环形结构的四条边中，未覆盖复合介质栅的衬底中形成四个两两相对且互呈直角的重掺杂N+区，其中两个相对的重掺杂N+区互连构成共享的N+源极，另外两个互连构成共享的N+漏极；四个感光晶体管位于正八边环形结构的外侧且处于四个未进行N+重掺杂区域的一侧。本发明可以显著提高光敏探测器的填充系数，实现高的满阱电荷容量，且与浮栅CMOS工艺兼容，易于制造。