本发明公开了一种复合单晶压电衬底薄膜及其制备方法，制备方法包括对抛光、清洗后单晶晶圆采用离子注入法注入He⁺或者H⁺时，调控单晶晶圆中心位置与边缘位置的注入剂量参数和/或温度参数，得到单晶晶圆注入片；本发明的一种复合单晶压电衬底薄膜的制备方法简单易行，退火分离时不需要涂胶加压或机械分离，能够避免现有工艺中机械撕裂，划伤晶片的问题；采用本发明的制备方法所得的晶片缺陷率低，成品率能达到99％以上，而现有技术的成品率一般在80％以下；并且在衬底不断裂的情况下完整分离铌酸锂/钽酸锂薄膜的制备工艺，能满足大规模的工业化生产的需要，具有良好的经济效益和社会效益。