本发明公开了一种片上单晶材料的制备方法，包括以下步骤：提供半导体衬底，其具有第一键合互连面；于第一键合互连面，对半导体衬底进行热氧化处理，在半导体衬底上形成热氧化层；提供芯片；其中，芯片具有第二键合互连面；对半导体衬底的热氧化层与芯片的第二键合互连面进行低温键合处理；对半导体衬底的另一面进行减薄处理，以在芯片上保留预设厚度的半导体衬底。本发明提供的片上单晶材料的制备方法，在进行键合互连前，于第一键合互连面，对后续与芯片进行键合的半导体衬底进行热氧化处理，在半导体衬底的上表面形成热氧化层，这样在后续进行热氧化层与芯片的第二键合互连面进行低温键合处理时，可以大幅度的提升氢键成键比例、提升键合强度。