本发明公开了一种半导体外延结构，包括：形成于硅或者碳化硅衬底上的氮化物成核层、所述氮化物成核层上的氮化物层以及所述氮化物层内的插入层。所述插入层包括第一插入层和及位于所述第一插入层上方的第二插入层，所述第一插入层为铝镓氮层，所述第二插入层为铝镓氮层或氮化铝层，所述第一插入层中铝的平均含量低于所述第二插入层中铝的平均含量。本发明还公开了一种半导体外延结构的生长方法。本发明的半导体外延结构在引入压应力的同时，晶体质量不会下降，并可避免温度变化可能带来的龟裂效应或表面质量下降。而且，整个外延层生长在高温条件下进行，不需要反复的降温升温过程，降低了工艺的复杂程度。