本申请涉及一种单片式混合集成声波谐振器阵列及其制备方法，声波谐振器阵列包括支撑衬底；位于支撑衬底上表面的压电层；压电层包括多个厚度不相同的区域；压电层与支撑衬底接触的一面平整或压电层远离支撑衬底的一面平整；位于压电层上表面的叉指电极阵列；叉指电极阵列中几何特征相同的多个叉指电极与多个厚度不相同的区域一一对应；叉指电极阵列中几何特征不同的多个叉指电极在压电层上的对应区域的厚度相同；且几何特征不同的多个叉指电极对应的多个目标声波模式不同。本申请中声波谐振器阵列的工作频率可以同时覆盖低频、中频和高频频段，如此，可以解决实际应用中需要将分立声波谐振器进行系统级集成导致的工艺、设计复杂等问题。