本发明公开了一种硅基石墨烯光电二极管阵列及其CMOS集成方法，该阵列由下至上依次包括p型半导体硅衬底、二氧化硅层、透明隔离保护层；衬底上形成阵列排布的N阱，每个N阱配置一个通过欧姆接触连接的硅基石墨烯CMOS读出电路；二氧化硅层开有硅窗口和硅通孔；硅通孔上端设有金属电极，读出电路通过硅通孔与金属电极电连接；硅窗口上覆盖与N阱接触的单层石墨烯薄膜，单层石墨烯薄膜一端搭接在二氧化硅层上，另一端搭接在金属电极上，形成一个光电二极管的像素单元；各像素单元间通过隔离阱进行串扰隔离。本发明充分利用石墨烯的宽光谱吸收特性，以及硅基技术的低噪声、低成本等优势，有利于拓宽光谱响应范围、提高成像质量以及拓展应用场景。