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Spindt型场发射阴极具有工作温度低、可控制性强、发射电流大、响应时间短等优势，拥有广阔的应用前景，但场发射阴极阵列在制备过程中容易产生阴极微尖不均匀，甚至微尖脱落等问题，导致发射电流不均匀，性能不稳定。为了使场发射阴极阵列工作更稳定，性能更好，本论文在传统Spindt型场发射阴极的模型上，加入了非晶硅电阻层和钼过渡层，并采用六硼化镧作为发射层。利用非晶硅的高阻值特性限制异常发射的微尖，起到保护整个场发射阴极阵列的作用；利用钼和非晶硅、六硼化镧相近的热膨胀系数，提高整个发射体形貌的稳定性，并起到降低发射层受到的热应力的作用；利用LaB6的低逸出功和强抗离子轰击能力，增强阴极发射能力。本论文的主要工作有： 第一，利用有限元分析软件ANSYS14.0模拟分析Spindt型场发射复合阴极中各层不同厚度对温度场和应力场的影响，由模拟结果可知，当场发射复合阴极结构中存在过渡层时可以减缓发射层的热应力，在此基础上得到最佳的模拟参数，即非晶硅电阻层的厚度为72nm，钼过渡层为200nm，发射层为728nm。 第二，根据模拟仿真结果，采用电子束蒸发法制备了不同功率和基底温度下的非晶硅薄膜，通过SEM分析、XRD分析和电学性能测试等，得到最佳的非晶硅薄膜制备参数：蒸发功率107W，基底温度200℃。 第三，采用电子束蒸发法制备了不同功率和基底温度下的钼薄膜，通过SEM分析、XRD分析和四探针电学性能测试等，得到最佳的钼薄膜的制备参数为：蒸发功率312W，基底温度200℃。 第四，在硅和钼薄膜制备的最佳参数下沉积多层结构薄膜，并进行薄膜热应力测试。测试结果表明，复合薄膜的热应力最大值出现在过渡层，发射层的热应力值较传统Spindt阴极降低了1/3，与模拟结果相比误差约9％。 第五，根据半导体微细加工工艺制备出Spindt型复合阴极阵列，并对其进行场发射性能测试。结果表明，经过老练后场发射的最大电流可达5300μA，电流密度为0.5A/cm2，验证了加入电阻层和过渡层的可行性。