An MRAM cell includes a bottom electrode layer, a magnetic reference layer, an insulating layer, a synthetic free layer, and a top electrode layer. The synthetic free layer includes a first magnetic layer, a ruthenium anti-ferromagnetic coupling layer, and a second magnetic layer. The magnetic reference layer and the first and second magnetic layers are fabricated using magnetic materials such as CoFeB, CoFe, or a bilayer of NiFe and CoFe. The first magnetic layer of the synthetic free layer is made thicker than the second magnetic layer of the synthetic free layer for proper operation.

Uma pilha de MRAM inclui uma camada do elétrodo inferior, uma camada magnética da referência, uma camada isolando, uma camada livre sintética, e uma camada superior do elétrodo. A camada livre sintética inclui uma primeira camada magnética, uma camada anti-anti-ferromagnetic do acoplamento do ruthenium, e uma segunda camada magnética. A camada magnética da referência e as primeiras e segundas camadas magnéticas são fabricadas usando materiais magnéticos tais como CoFeB, CoFe, ou um bilayer de NiFe e de CoFe. A primeira camada magnética da camada livre sintética é feita mais grossa do que a segunda camada magnética da camada livre sintética para a operação apropriada.