氮化镓半导体（0001）Ga面和（000-1）N面统称为c面，是由Ⅲ族原子形成的原子面和N原子形成的原子面交替排列的双原子层逐层堆积形成的晶体。c面氮化物材料是一类极性材料，表面是c面的外延衬底称为极性衬底，在此衬底上外延材料薄膜的表面为极性面。

GaN体单晶的制备非常困难，大尺寸单晶GaN难以直接获得且价格昂贵，GaN材料体系的外延生长主要是基于大失配的异质外延技术。氢化物气相外延技术是外延GaN厚膜的有效方法。在c面蓝宝石上，通过氢化物气相外延技术生长很厚的极性GaN，一般为Ga极性面，然后抛光或者激光剥离蓝宝石衬底即可获得极性GaN厚膜，作为极性外延的衬底进行后续的器件生长。

GaN极性衬底被广泛应用于制备高效的光电器件，如蓝光和绿光发光二极管，并且具有体积小、响应时间短、发光效率高和使用寿命长等优点。蓝光发光二极管在大屏幕彩色显示、车辆交通、多媒体显像、液晶显示器背光源、光纤通信、卫星通信和海洋光通信等领域具有巨大的应用前景，成为全固态的新一代绿色光源。另外，基于GaN极性衬底的蓝紫光激光器在光探测、光通信、照明和信息的高密度光存储领域发挥着很大的作用。但是，由于极性衬底上外延的薄膜中存在很大的极性电场，量子受限斯塔克效应严重影响了器件的发光效率，并存在效率下降效应，因此人们逐渐把研究重点转移到了极化效应较小，甚至没有极化效应的半极性和非极性衬底。由于极性衬底的生长工艺已经逐渐成熟，相应的器件也逐渐商业化，所以GaN极性衬底仍然具有不可替代性。