在氮化镓半导体中（0001）Ga面和（000-1）N面统称为c面。如果外延衬底的表面是与c轴平行的{1-100}面（m面）或{11-20面}（a面），则称为非极性衬底，在此衬底上生长的薄膜表面为非极性面。a面内的原子排列和c面截然不同，并非都是同一种类的原子，而是Ga和N原子交替排列，因此具有各向异性。

极性面GaN体单晶的生长难度很大，非极性面的生长难度更大。通过同质或异质外延得到非极性的GaN厚膜，然后通过激光剥离衬底，从而形成非极性的GaN衬底。质量较好的非极性衬底是通过同质外延得到的。首先在c面蓝宝石上用氢化物气相外延的方法生长很厚的c面GaN晶体，然后沿着面内特定的方向进行切割，切出m面的GaN衬底，再对所切的m面GaN衬底进行化学机械抛光处理，经过处理以后，材料的均方根粗糙度小于1纳米。虽然采用这种办法得到的非极性衬底的材料质量有很大的提高，但是成本太高。

异质外延生长方法也能获得较高质量的非极性衬底。其基本思想是采用侧向外延过生长的方法在异质衬底（r面蓝宝石或者碳化硅）上生长GaN非极性衬底。与常规横向外延过生长方法不同的是，侧向外延过生长方法除了把表层的二氧化硅刻掉，还要把下面的GaN层刻掉，让GaN从侧面生长，然后向上生长，最后进行合并。

通过材料表征发现，非极性面和常规面相比具有非常高的位错密度，并出现了极性面中很少出现的层错，加上非极性材料内部的各向异性，使得它在应用上发展得很缓慢，一度停留在了对内部材料的研究。由于非极性氮化物材料沿材料生长方向的极化效应消失，理论上能够消除量子受限斯塔克效应，发光二极管等发光器件应该具有更高的发光效率。但是，很多科研机构制备出非极性蓝光和绿光发光二极管，获得的非极性发光二极管器件的发光性能仍然没有极性发光二极管的好，这很大程度上受限于非极性材料的发展，因此还存在很大的发展空间。