本发明公开了新型复合量子阱结构的VCSEL芯片结构及制备方法。该VCSEL芯片包括衬底；衬底上依次生长的缓冲层、N型布拉格反射镜、量子阱、氧化层、P型布拉格反射镜以及P型GaAs层；所述量子阱包括依次生长的第一space层、第一外垒层、阱垒层、第二外垒层和第二space层；所述阱垒层包括重叠生长的A1GaAs势垒和InGaAs势阱，所述重叠生长的A1GaAs势垒和InGaAs势阱中包括至少两个不同的A1GaAs势垒或/和至少两个不同的InGaAs势阱。本发明将阱垒重复循环生长方式变更为复合生长方式，生长多个MQW峰值波长，增加了增益谱宽度，更大的温度范围内得到平坦的增益。