诺依斯和另外7个“叛徒”并没有“亡命天涯”，他们铁了心，一定要在硅谷干出个名堂。远在新泽西州的一家照相器材公司愿意为他们在硅谷投资办实业，从事半导体的研究与开发。由于公司的老板名叫费尔柴尔德，中文直译为“仙童”，“8个叛逆”新开张的这家公司被命名为仙童半导体公司。

1957年10月，仙童公司也在瞭望山租下一间小屋，距离肖克利实验室和惠普公司发迹的汽车库差不多远。“仙童”们商议要制造一种双扩散基型晶体管，以便用硅来取代传统的锗材料，这是他们在肖克利实验室尚未完成却又不受肖克利重视的项目。诺依斯给伙伴们分了工，由赫尔尼和莫尔负责搞“扩散工艺”，而他自己带着拉斯特专攻“平面照相技术”，其他的人也都各司其职。

在诺依斯精心运筹下，公司业务迅速发展，员工增加到了100多人。同时，一整套制造硅晶体管的平面处理技术也日趋成熟。科学家赫尔尼是众“仙童”中的佼佼者，他像变魔术一般把硅表面的氧化层挤压到最大限度。诺依斯等人首创的晶体管制造方法也与众不同，他们先在透明材料上绘好晶体管结构，然后用拍照片的办法，把结构显影在硅片表面氧化层上，腐蚀去掉不需要的图形后，再把那些具有半导体性质的微粒扩散到硅片上。氧化、照相、刻蚀、扩散，半导体平面处理技术仿佛为“仙童”们打开了一扇奇妙的大门，他们突然看到了一个广阔的空间：用这种方法既然能做一个晶体管，为什么不能在硅片上集成几十个，几百个，乃至成千上万个呢？

1959年1月23日，诺依斯在日记里详细地记录了这一闪光的设想。几乎同一时期，美国德克萨斯仪器公司的青年研究员基比尔也想到类似的创意，并于1959年申请了专利。在此之后，诺依斯对其进行改进，他提出：用平面处理技术实现集成电路的批量生产。1959年7月30日，他采用先进的平面处理技术研制出集成电路并申请了专利。