本发明公开了硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，包括在硅衬底上依次生长的非掺杂N极性面GaN缓冲层、碳掺杂N极性GaN层、非掺杂N极性面AlxGa1?xN层、非掺杂N极性面AlN插入层、非掺杂N极性面GaN层、N极性InGaN层；其中x＝0.3～0.8。本发明还公开了上述硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构的制备方法。本发明在硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构能够提高AlxGa1?xN/GaN异质结界面质量，有效提高后期制备GaN整流器高频性能并有效减小增强型器件制备难度。