CaCu₃Ti₄O₁₂（CCTO）不仅具有很高的介电常数,并且在很宽的温区范围内（100⁴00K）介电常数值几乎不变,非线性电流-电压（I-V）特性十分显著。因此CCTO被认为是一种在微电子领域非常有应用前景的材料,特别是在电容元器件和变阻器方向。本论文选用溶胶-凝胶法（sol-gel法）在室温下合成CCTO胶体溶液,采用旋涂法在Pt/Ti/SiO₂/Si基底上制备出CCTO薄膜,接着在350oC热板上预热5分钟,随后将样品送至马弗炉中退火。通过改变旋涂次数、退火温度等工艺条件,结合X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和半导体参数分析仪等薄膜性能结构表征方法,获得了一组最优的薄膜制备条件。为了降低实验成本,同时考虑与集成电路相兼容的问题,本论文还进行了在单晶Si基底上制备CCTO薄膜的实验。由于在退火过程中Si基底捕捉CCTO的O原子,导致无法生成CCTO晶相,故采用在Si基底上制备ZnO薄膜作为缓冲层,形成了Si/ZnO/CCTO的结构,并对其微观结构和电流-电压特性进行了表征。针对于Pt/Ti/SiO₂/Si基底,本论文利用半导体参数分析仪首次提出了I-V特性的两种测试方法,并且发现这两种方法测得的样品阈值电压呈明显的两倍关系。此外,Pt基底样品的阈值电压要远小于Si基底,这与电流的传导路径有很大关系,本文用串联电阻模型对这一现象做了解释。最后对于CCTO薄膜的非线性I-V特性,提出双肖特基势垒（DSB）模型,并做了详细地阐述。实验结果表明,CCTO薄膜材料具有优良的非线性电流-电压特性。