Kim cương đơn tinh thể tổng hợp (CVD) được cấy trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD), sử dụng quy trình tương tự như quy trình phủ CVD. Một hạt giống (seed) kim cương được đặt trong một lò chân không đặc biệt, sau người ta bơm một loại khí hydrocarbon vào (thường là khí metan) vào. Một chùm vi sóng sau đó làm nóng khí lên trạng thái plasma, các nguyên tử carbon tách ra khỏi phân tử và lắng đọng lên hạt giống. Từng lớp một, các nguyên tử carbon hình thành các mảnh kim cương. Quá trình này có thể mất đến vài tuần tùy thuộc vào kích thước mong muốn.