在氮化镓半导体中（0001）Ga面和（000-1）N面统称为c面。如果衬底表面与c轴不平行也不垂直，有一个0°～90°间的夹角，则称为半极性衬底，在此衬底上生长的薄膜表面为半极性面，如{1-102}面，{20-21}面和{11-22}面等。半极性面内的原子排列和极性面相似，是Ga和N原子交替排列，因此具有各向异性。

半极性衬底可通过在m面蓝宝石上异质外延获得。由于它的各向异性，表面平整的半极性GaN薄膜的制备非常困难，用于半极性衬底的GaN厚膜更加困难。半极性GaN衬底的主要研究对象是半极性GaN基绿光激光器。这是因为极性GaN的激光器在很大程度上受限于量子受限斯塔克效应和解理面的光滑程度，而半极性面{11-22}面是GaN的一个自然解理面。但是，从实验结果来看，性能最好的仍然是在极性面c面上生长的绿光激光器，其输出功率最大，寿命最长；其次是{20-21}面。其他半极性或者非极性晶面虽然理论上具有优势，但是其发展仍然受限于材料的生长质量。

在极性面中，量子阱有源区可以产生较高的极化电场，将引起严重的量子受限斯塔克效应，导致量子阱有源区的能带倾斜，发光波长红移，并减少电子-空穴波函数的交叠程度，降低辐射复合概率。随着GaN基激光器的波长往绿光或更长的波段发展，需要提高有源区中的铟（In）组分，但是将进一步加剧量子受限斯塔克效应，导致在绿光波段的辐射复合效率较低。此外，极化电场会降低载流子（尤其是空穴）的注入效率。由于半极性氮化物材料沿材料生长方向的极化效应减弱，介于极性和非极性之间，理论上能够削弱量子受限斯塔克效应，但是其材料生长困难，生长出来的位错密度较高，质量很差，位错在GaN薄膜中充当非辐射复合中心，反而降低了材料的发光效率。对半极性衬底的研究仍停留在提高材料晶体质量以及材料性质上，尚无法达到商业化水平。