应该不是。查了成语词典和多个网络电子成语词典，并未发现有收录诸如“彻夜难眠”“彻夜不眠”“彻夜未眠”等成语词条。百度百科也没有查到有关上述成语词条。
上述词语应该是组词，其意义也不难理解。
彻夜难眠：意思是整夜都没睡，或没有睡好，偏重于想睡但难以入睡。
彻夜不眠：意思是整夜不睡，偏重于不想睡或不能睡。
彻夜未眠：义同“彻夜不眠”。
有个成语：“夜不能寐”和彻夜不眠的意思是一样的。
夜不能寐：
发音 yè bù néng mèi
解释 寐：睡着。形容因心中有事，晚上怎么也睡不着觉。
出处 宋·
洪迈《夷坚志·乙志卷八·虔州城楼》：“明日而先公言：‘汝夜何所往？吾闻抱关老卒云，楼故多怪，每夕必出。’予因道昨见者。是日徒于孤独，竟夜不能寐。”
示例：
《东周列国志》第九十三回：“
肥义思李兑之言，夜不能寐，食不下咽，展转踌躇，未得良策，乃谓近侍高信曰：‘今后若有召吾王者，必先告我。’”
近义词：夜不成寐 夜不成眠 辗转难眠