本文重点论述了应用于金属-绝缘-金属结构的场发射阵列（MIM-FEA）的薄膜制备及其表征技术。采用磁控溅射技术制备Cr、Cu、SiO₂ 和Al₂O₃ 薄膜,并利用扫描电镜、透射电镜、X 射线衍射仪、能谱仪、原子力显微镜、台阶仪等对薄膜性能进行表征和分析讨论,获得了上述几种薄膜较佳的制备工艺参数,并对MIM-FEA 的制备及性能测试也进行了研究。采用直流磁控溅射技术制备铬（Cr）、铜（Cu）复合膜作为MIM-FEA的电极材料,研究了:溅射气压、溅射功率与薄膜沉积速率的关系;基片温度与薄膜电阻率的关系;溅射工艺参数对薄膜附着性能的影响。实验结果表明:在基片温度为120℃的工艺条件下制备的Cr、Cu 薄膜,其表面结构致密,无明显缺陷,成分中不含杂质,膜厚（基片面积为606mm×396mm）均匀性较好（≤±7.5%）。同时,采用射频磁控溅射技术制备SiO₂ 薄膜和中频反应磁控溅射技术制备Al₂O₃ 薄膜作为MIM-FEA 的绝缘层材料,分析了溅射工艺参数对薄膜沉积速率的影响,并就反应溅射制备Al₂O₃ 薄膜过程中存在的“迟滞回线”问题进行了研究。实验结果表明:在基片温度为150℃的工艺条件下,制备的SiO₂ 和Al₂O₃ 薄膜都是非晶态结构,膜层结构致密,表面光滑平整;SiO₂ 薄膜中O、Si 原子比接近2:1,而Al₂O₃ 薄膜呈富氧状态;这两种薄膜的表面粗糙度都随着溅射功率的增大而变大,而溅射气压对表面粗糙度的影响则比较小;它们的膜厚（基片面积为606mm×396mm）均匀性较好（≤±7.7%）。最后详细介绍了MIM-FEA 的制备过程及其相关的工艺参数,其中采用SiO₂+Al₂O₃ 多层复合膜作为MIM-FEA 的绝缘层是一种新方法,它减少了大面积薄膜中存在的针孔和缺陷,使绝缘层性能得到提高;对MIM-FEA 进行了I-V 特性和击穿电压的测试,结果表明其具有较低的电子发射阈值电压（10V）和较均匀的耐压性能,这种MIM-FEA的FED 样机实现了视频图像的显示。